Сила тока и напряжение: что опаснее — простыми словами о важных вещах! | Электрика для всех

Сегодня мы поговорим о самых важных в электрике и электронике понятиях — силе тока и напряжении. Это ключевые вещи, поэтому если вы до сих пор не разобрались, чем они отличаются — давайте устраним эту проблему и разложим вольты с амперами по полочкам раз и навсегда вместе!

Какой насос качает электричество?

Главное, что вам нужно понять — электричество есть везде, весь мир держится на электричестве и даже то, что вы стоите на полу, а не проваливаетесь через него, это также заслуга электричества. Поэтому говорить о том, что в розетке есть электричество, а в кирпиче нет некорректно. Причина, по которой розетка может ударить вас током, если засунуть внутрь гвоздь в том, что есть источник электрического тока, который через провода подключен к розетке.

Представьте ведро с водой — можно засунуть в ведро трубу, но вода так и останется внутри. Для того, чтобы заставить её течь, нужен насос. Источник тока — батарейка, аккумулятор, подстанция — это и есть насос, который берёт неподвижный электрический ток и начинает его толкать по проводам, создавая потенциал.

Напряжение толкает ток, а его количество — это и есть сила

Потенциал или напряжение это то же, что, например, высота, с который вы льёте воду из ведра: чем выше поднять ведро, тем сильнее вода будет бить по земле или вашей ладони. Напряжение может быть без тока, так же, как вода в ведре необязательно падает вниз, даже если ведро поднять очень высоко: мешают стенки ёмкости или изоляция. Переверните ведро и вода потечёт. Количество воды, которое протекает через устье ведра или трубу — это и есть сила тока.

Чем выше напряжение, тем сильнее оно давит на электричество. Если давление очень высокое, даже изолятор может не выдержать и прорваться, как прорывается воздух при разряде молнии — это называется пробой изоляции. И, конечно, чем выше напряжение — тем большее количество тока течёт через проводники, то есть сила тока прямо зависит от напряжения.

Заметьте, как неудачно выбран термин — миллионы людей спотыкаются об это слово «сила тока», которое не имеет смысла и всех путает, тогда как это не «сила» тока, а попросту его количество!

Наше тело и электричество: току всё равно, через что протекать

Теперь нетрудно понять, что именно опасно в электричестве. Это именно напряжение — чем выше давление тока, тем легче он прорывает защиту нашей кожи, которая пробивается уже при 70 вольтах. А дальше ток течёт через ткани нашего тела, насыщенные водой, без особых трудностей, поражая нервную систему и, особенно, сердце.

Будьте осторожны и помните — электричество это энергия, которая может выполнить работу, а может стать причиной разрушения, если с ней не дружить.

Спасибо за просмотр и лайк!

Электрическое напряжение. Разность потенциалов. Напряжение тока. « ЭлектроХобби

Пожалуй, одним из самых часто употребляемых выражений у электриков, является понятие электрическое напряжение. Его так же называют разность потенциалов и не совсем верное словосочетание, такое как напряжение тока, ну смысл у названий по сути общий. А что на самом деле обозначает это понятие? Пожалуй, для начала приведу книжную формулировку: электрическое напряжение — это отношение работы электрического поля зарядов при передачи пробного заряда из точки 1 в точку 2. Ну а простыми словами говоря, это объясняется так.

Напомню Вам, что заряды бывают двух видов, это положительные со знаком «+» и отрицательные со знаком «-». Большинство из нас в детстве игрались с магнитиками, которые были честно добыты из очередной сломанной машинки с электромоторчиком, где они и стояли. Так вот когда мы пытались приблизить эти самые магниты друг к другу, то в одном случае они притягивались, а если развернуть один из них наоборот, то соответственно отталкивались.

Это происходило, потому что у любого магнита существует два полюса, это южный и северный. В том случае, когда полюса одинаковые, то магнитики будут отталкиваться, ну а когда разноименные, притягиваться. То же самое происходит и с электрическими зарядами, причем сила взаимодействия зависит от количества и разноимённости этих заряженных частиц. Проще говоря, чем на одном предмете больше «плюса», а на другом соответственно «минуса», тем сильнее они будут притягиваться друг к другу. Либо наоборот, отталкиваться при одинаковом заряде (+ и + или — и -).

Теперь представим, что у нас есть два небольших железных шарика. Если мысленно заглянуть в них, можно увидеть огромное множество маленьких частичек, которые расположены друг от друга на не большом расстоянии и неспособны к свободному передвижению, это ядра нашего вещества. Вокруг этих частичек с невероятно большой скоростью вращаются более мелкие частички, под названием электроны. Они могут оторваться от одних ядер и присоединятся к другим, тем самым путешествуя по всему железному шарику. В случае, когда количество электронов соответствует количеству протонов в ядре, шарики электрически нейтральны.

А вот если каким-то образом забрать некоторое количество, такой шарик будет стремиться притянуть к себе это самое, недостающее количество электронов, тем самым образуя вокруг себя положительное поле со знаком «+». Чем больше не хватает электронов, тем сильней будет это положительное поле. В соседнем шарике сделаем на оборот и добавим лишних электронов. В итоге получим избыток и соответственно такое же электрическое поле, но со знаком «-».

В результате получим два потенциала, один из которых жаждет получить электроны, ну а второй от них избавится. В шаре с избытком возникает теснота и эти частицы, вокруг которых существует  поле, толкаются и выталкивают друг друга из шара. А там где их недостаток, соответственно происходит что-то наподобие вакуума, который пытается втянуть в себя эти электроны. Это наглядный пример разности потенциалов и не что иное как напряжение между ними. Но, стоит только эти железные шары соединить между собой, как произойдёт обмен и напряжение пропадёт, поскольку образуется нейтральность.

Грубо говоря, эта сила стремления заряженных частиц, перейти от более заряженных частей к менее заряженным между двумя точками и будет разностью потенциалов. Давайте мысленно представим провода, которые подключены к батарейке от обычного карманного фонарика. В самой батарейке происходит химическая реакция, в результате которой возникает избыток электронов («-»), внутри батареи они выталкиваются на отрицательную клемму. Эти электроны стремятся, вернутся на своё место, откуда их до этого и вытолкали.

Внутри батареи у них не получается, значит остаётся ждать момента, когда им сделают мостик в виде электрического проводника и по которому они быстро перебегут на плюсовую клемму батареи, куда их притягивает. А пока мостика нет, то и будет желание перейти в виде этого самого электрического напряжения или разности потенциалов (напряжение тока).

Приведу некоторый аналогичный пример на ином представлении. Имеется обычный водопроводный кран с водой. Кран закрыт и, следовательно, вода не пойдёт из него, но внутри вода всё равно есть и более того, она там находится под некоторым давлением, она из-за этого давления стремится вырваться наружу, но ей мешает закрытый кран. И как только Вы повернёте ручку краника, вода тут же побежит. Так вот это давление и можно приблизительно сравнить с напряжением, а воду с заряженными частицами. Сам поток воды будет в данном примере выступать как электрический ток в самих проводах, а закрытый краник в роли электрического выключателя. Этот пример я привел только лишь для наглядности, и он не является полной аналогией!

Как ни странно, но люди не тесно связанные с профессией электрика, довольно часто называют электрическое напряжение , выражением напряжение тока и это является неправильной формулировкой, поскольку напряжение, как мы выяснили это разность потенциалов электрических зарядов, а ток, это сам поток этих заряженных частиц. И получается что, произнося напряжение тока в итоге небольшое несоответствие самого понятия.

Напряжение, так же как и все иные величины, имеет свою единицу измерения. Она измеряется в Вольтах. Это те самые вольты, которые пишутся на устройствах и источниках питания. Например, в обычной домашней розетки 220 В, или купленная вами батарейка с напряжением 1.5 В. В общем, думаю, вы поняли в общих чертах, что же такое это самое электрическое напряжение. В этой статье я основывался лишь на простом понимании этого термина и не вдавался в глубины формулировок и формул, чтобы не усложнять понимание. На самом деле эту тему можно гораздо шире изучить, но это уже зависит от Вас и Вашего желания.

P.S. Будьте внимательны при работе с электричеством, высокое напряжение опасно для жизни.

Закон Ома простыми словами | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

Из школьного курса физики многим из нас наверняка известен закон Ома, хотя для большинства это знание не дает гарантии его понимания. Тем не менее, он является базовым для всех людей связанных с электрикой и электроникой, поэтому попробуем найти простое объяснение одному из главных законов электротехники. Для начала попробуем разобраться с основными понятиями физики, характеризующими простейшую электрическую цепь.

1. Электрический ток можно представить в виде потока свободных заряженных частиц (электронов), протекающих в проводнике. Чем большее количество электронов проходит через него за единицу времени, тем больше сила тока I, физическая величина, измеряемая в амперах (А).
2. Движение свободных электронов не происходит само по себе, оно обусловлено разностью потенциалов, приложенных к обоим концам проводника и определяющих другую физическую величину – напряжение. Чем выше величина напряжения U, измеряемого в вольтах (В) тем больше поток электронов.
3. В процессе движения свободные электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки металла проводника, вызывая его разогрев. «Потревоженные» атомы оказывают дополнительное препятствие передвижению заряженных частиц, такое свойство материалов, через которые вынужден протекать ток, называется электрическим сопротивлением R и измеряется в омах (Ом).

Итак, мы подошли непосредственно к закону, открытому эмпирическим путем немецким физиком Георгом Симоном Омом, имя которого закон и носит.

Суть и разнообразие формулировок закона

Как становится очевидным, Ом вывел взаимную зависимость напряжения, силы тока и сопротивления нагрузки для участка цепи (коим, собственно, эта нагрузка является), которая оказалась фундаментальным физическим законом. Согласно ему сила тока, протекающая через участок цепи, пропорциональна приложенному к нему напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка:

I = U/R,

в иной интерпретации он выглядит как:

U = I·R или R = U/I.

Эти простейшие физические формулы справедливы для участка цепи питаемого постоянным током, в несколько видоизмененном виде законы Ома действительны для полной (замкнутой) цепи или для любых электрических цепей, питаемых переменным током.

Для полной цепи необходимо учитывать как сопротивление нагрузки, так и включенное с ним последовательно внутреннее сопротивление источника питания r, величина напряжения при этом равна ЭДС источника ε. Закон Ома в этом случае выглядит как:

I = ε⁄(R+r)·

В случае переменного тока приходится учитывать реактивный характер нагрузок, поэтому активное сопротивление R следует заменить полным сопротивлением Z, учитывающим реактивные составляющие.

Чтобы понять суть закона, на практике часто приводят примеры из гидравлики, где:

• роль напряжения исполняет водонапорная башня;
• роль тока поток воды в отводящей трубе;
• аналог сопротивления диаметр самой трубы.

Легко представить, что чем выше резервуар с водой, тем больше потенциальная энергия ею запасенная (аналог напряжения) и тем сильнее будет напор жидкости в трубе (сила тока), определяющий расход. Кроме того на расход жидкости влияет диаметр трубы (аналог сопротивления) – чем он меньше (сопротивление выше) тем меньше расход.

Запомнить формулы закона Ома для участка цепи проще воспользовавшись треугольником Ома, разбитым на три части. В верхней, представляющей собой числитель находится U, в разбитом надвое знаменателе (нижняя часть) расположены I и R.

Прикрывая искомую величину, мы получаем формулу для ее определения.

Смотрите также другие статьи :

Как сопротивление влияет на падение напряжения?

Предположим такой отрезок кабеля понадобится для питания нагрузки током в 10 А, соответственно падение напряжения на кабеле составит почти 12 В. Для сети 220 В такая разница мало критична и в худшем случае может грозить незначительная потеря мощности.

Подробнее…

На что влияет направление вращения фаз

По сути, это направление, в котором должно вращаться магнитное поле, определяющее направление вращения ротора в трехфазных асинхронных электродвигателях. На практике мы видим, что направление вращения ротора в асинхронных двигателях очень просто поменять переменой всего двух фаз местами, при этом меняется чередование фаз с прямой на обратную последовательность.

Подробнее…

Что такое номинальное напряжение | Режимщик

Номинальное напряжение сети

Номинальным напряжением приемников электрической энергии: генераторов, трансформаторов, электродвигателей, электроламп, нагревательных приборов и т. д. называется такое напряжение

, при котором приемники работают нормально и дают наибольший экономический и технический эффект.

На рисунке 1 приведена схема изменения напряжений в электрической сети, поясняющая принцип назначения номинальных напряжений на зажимах электроприемников исходя из допустимой величины падения напряжения в конце линии. Вследствие изменения нагрузки на отдельных участках линии и возможных изменений ее параметров (сопротивлений) по длине график напряжений по участкам должен быть изображен ломаной линией, а не прямой, как это условно показано на рисунке 1. Номинальное напряжение на зажимах источников питания должно быть выше напряжения на зажимах приемников питания.

Передача электроэнергии на более высоком напряжении позволяет уменьшить потери энергии и снизить сечения проводов. Однако использование высокого напряжения для подключения приемников электроэнергии в большинстве случаев сопряжено с необходимостью усиления изоляции и проведения специальных мер по обеспечению безопасности эксплуатации электроустановок. как правило, энергия высокого напряжения трансформируется на более низкое, при котором безопасность обслуживания может быть достигнута относительно простыми средствами. С этой точки зрения все электротехнические установки условно делятся на установки высокого и низкого напряжений. К установкам низкого напряжения относятся такие установки, в которых действующее напряжение в местах потребления электроэнергии между токоведущим проводом и землей не превышает 250 В. Все установки, в которых это напряжение выше 250 В, называются установками высокого напряжения. Оценка по значению напряжения «провод — земля» принята потому, что вероятность прикосновения человека, стоящего на земле, к одному проводу значительно большая, чем к двум проводам одновременно.

 

Значительно большую опасность представляет собой эксплуатация установок высокого напряжения, к работам на которых допускается только специально обученный персонал.

 

Наиболее распространенным видом сетей низкого напряжения является четырехпроводная трехфазная система (рисунок 2). При этой системе мелкие нагревательные и бытовые приборы, электрические лампы, радиоприемники, телевизоры и т.д. включаются между фазным и нейтральным проводами. Трехфазные двигатели отключаются к трем фазным одновременно. В нормальных условиях эксплуатации при одинаковой проводимости фаз напряжение каждого провода по отношению к земле равно фазному напряжению установки. При длительном замыкании одной фазы на землю напряжение между неповрежденной фазой и поврежденной окажется равным линейному. Следовательно, к установкам низкого напряжения могут быть отнесены только те устройства трехфазного тока с незаземленной нейтралью, у которых линейное напряжение в местах присоединения электроприемников не превышает 250 В.

Сказанное о четырехпроводной системе в равной мере относится и к трехпроводной системе не имеющей нейтрального провода (рисунок 3).

По технико-экономическим соображениям целесообразно сооружение сетей с линейным напряжением выше 250 В и соблюдением достаточной безопасности обслуживания установок. Это достигается заземлением нейтральной точки трансформатора (рисунок 4).

Глухое заземление нейтрали с дополнительным заземлением нулевого провода и присоединением к нему корпусов электродвигателей, электромонтажных конструкций, арматуры осветительных и бытовых приборов позволяет относить установки с линейным напряжением 400 В к установкам низкого напряжения, так как при нормальной работе линейные провода имеют по отношению к земле напряжение, равное 400 * корень 3 = 230. В таких установках длительное повышение напряжения при заземлении одной из фаз исключается установкой на каждой фазе плавких предохранителей, расплавляющихся при прохождении токов КЗ и разрывающих цепь. Этим также предотвращается длительное повышение напряжения относительно земли в неповрежденных фазных проводах.

Как работает процессор: простыми словами о сложном

Все современное оборудование, от беспроводных наушников до сложнейших рабочих станций работает под управлением процессора. Каждый из нас знает, что процессор – это мозг устройства, он принимает команды от пользователя, делает вычисления и предоставляет результаты.

Но в тонкостях работы разбираются единицы. В этой статье мы постараемся доступно устранить подобный пробел в знаниях.

Транзисторы и кодирование информации

О том, что первые компьютеры занимали целые комнаты и даже отдельные здания, вы наверняка знаете. Вычисления они производили при помощи электромеханических реле и вакуумных ламп. Революция произошла в 60 годах, когда появились первые кремниевые транзисторы. Позже на их основе были разработаны интегральные монолитные схемы – прототипы современных процессоров.

В основе каждого транзистора находится кремниевая структура. Поскольку кремний – материал, обладающий свойствами полупроводника, в зависимости от условий он может пропускать электрический ток или нет. Прошедший заряд – это единица, отсутствие заряда – ноль. Именно с помощью этих двух значений строится бинарный код, с помощью которого компьютер общается с пользователем. Другую информацию он воспринимать не способен.

И 1, и 0 – это 1 бит информации, 8 бит – составляют байт. При помощи 8-значной комбинации нулей и единиц можно закодировать любое число от 0 до 255. И уже при помощи этих комбинаций присвоить соответствующие коды любым понятиям, значениям и явлениям.

Для того, чтоб процессор понимал пользователя, были придуманы логические вилки (операторы). Мы все их знаем из курса информатики в школе: и/или, если/то/иначе. Такие команды позволяют компьютеру исходя из заданных условий принимать решения.

Что такое техпроцесс?

Производительность процессора в рамках одной серии или семейства напрямую зависит от количества транзисторов: чем больше транзисторов, тем больше комбинаций составляется в единицу времени, и тем больше вычислений производит устройство.

У первого процессора Intel 4004, вышедшего в 1971 году было 2250 транзисторов. Pentium 4 вмещал 42 млн транзисторов. Современные процессоры Epyc от AMD оснащены 39,54 миллиардами кремниевых транзисторов.

С размером транзисторов тесно связано понятие – техпроцесс.

Техпроцесс каждый из производителей диктует по своему. Кто-то размером транзистора целиком, кто-то размером только одной части – затвора. Третий вариант, который будет самым правильным – размер шага при производстве, то есть минимальным размером элемента, которым может оперировать разработчик при построении схемы. Так-же следует учесть, что производители указывают наименьший элемент, тогда как некоторые электронные элементы, от которых невозможно отказаться могут иметь размеры в десятки раз больше.

Тактовая частота

Это понятие зачастую является определяющим при покупке процессора.

Заряды проходящие через транзисторы создает тактовый генератор. Количество импульсов в единицу времени определяет скорость работы процессора. Однако он есть не в каждом процессоре. Может встречаться и другая конфигурация: на плате есть один или несколько тактовых генераторов, и они-же могут быть опционально включены в микропроцессоры.

Обязательный элемент каждого процессора – частотный резонатор, он дает корректный отклик на запрос в случае исправности, или не дает, что сообщает системе о неисправности элемента.

В основе каждого генератора имеется кварцевый кристалл. Он генерирует импульс с частотой около 100 МГц. На текущий момент могут еще довольно часто встречаться генераторы с частотой 33 МГц, особенно на дискретных контроллерах, например звуковых платах, sata/hba адаптерах и интерфейсных usb/com расширителях. Чтоб увеличить частоту, генерируемые кварцем колебания проходят через специальные узлы – множители. Они позволяют повысить частоты при пиковых нагрузках или снизить их, если нагрузка уменьшается или компьютер находится в простое.

Кстати, множители – это те самые узлы, которые отвечают за динамическое увеличение частоты в нагрузке и ее снижении в простое. Также они могут позволять разгон в случае отсутствия на них блокировки на повышение сверх штатного значения. Подробнее с этой темой можно ознакомиться в нашей статье.

У процессоров с разблокированным множителем пользователь по собственному желанию может увеличить тактовые частоты. Современные процессоры могут разгоняться на 20 – 30 % и даже больше.

Архитектура

Архитектура процессора – это компоновка транзисторов. Транзисторы объединяются в массивы – ядра. Каждое ядро в процессоре может независимо от других выполнять различные задачи, для этого регулярно повторяется следующий цикл действий:

• Получение информации.
• Раскодирование.
• Выполнение вычисления.
• Фиксация результата.

Вычисления выполняются по специальным алгоритмам и инструкциям, которые хранятся во временной памяти процессора.

Чтоб увеличить производительность процессора, современные компьютерные ядра делятся на 2 потока. Каждый поток занимается выполнением отдельных вычислений, обеспечивая процессору многозадачность и уменьшая очереди задач.

Кэш: зачем процессору собственная память?

Жесткие и твердотельные диски, а также оперативная память работают недостаточно быстро, чтоб обеспечить все нужды процессора. Поэтому каждый микрочип оснащен собственной сверхбыстрой кэш-памятью, хранящей данные с которыми в конкретный момент, работает процессор. Также в кэш-памяти размещаются инструкции по выполнению конкретных задач.

Что такое система на чипе?

Современные процессоры для телефонов, планшетов и ноутбуков уже давно перестали быть отдельными вычислительными центрами, специализирующимися на выполнении конкретных задач. Современный процессор – это целая система, которая включает собственно блоки для выполнения задач – ядра, а также модуль для отрисовки изображений – графический адаптер. Роль ядер выполняют исполнительные блоки, которых значительно больше, чем в CPU, и которые параллельно выполняют миллионы задач. Также некоторые системы могут содержать и дополнительные опции, например, центр беспроводного соединения 5G или технологию передачи данных Thunderbolt.

Стабилизатор напряжения | Стабилизатор 220

Здесь мы кратко объясним, что такое стабилизатор напряжения и для чего он нужен.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящиеся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения (Википедия). Если более простыми словами, то стабилизатор повышает напряжение, если оно ниже, и понижает его, если оно выше (устройство, позволяющее добавить недостающее напряжение в сети и убрать избыточное). 
Стабилизатор будет прекрасным защитником  от поломок вашего оборудования и техники, если в силу каких- либо причин в сети произойдет скачок напряжения.  Нужно заметить, что затраты от покупки данного прибора в дальнейшем многократно окупятся и гарантируют вашей технике долгую и бесперебойную работу. Данный прибор широко применяется в быту, на промышленных и коммерческих объектах (системы освещения, бытовое оборудование, насосное оборудование, системы вентиляции воздуха и так далее) и обеспечивает:
1. Полную защиту техники и оборудования от внезапного изменения напряжения электросети.
2. Правильную работу оборудования при нестабильном напряжении электросети.
3. Беспрерывный контроль напряжения на входе и выходе.
4. Стабильное питание оборудования при продолжительном по времени заниженном или завышенном напряжении сети.
При этом процент погрешности у стабилизаторов все же присутствует, но согласно стандартам электропитания значения напряжения составляет 220±5% (предельно ±10%) (ГОСТ РФ 13109-95). Т.е. в диапазоне от 198В до 242В техника чувствует себя отлично и полностью выдаёт свои эксплуатационные характеристики. Электромеханический стабилизатор дает погрешность в 2%, а цифровой в 8%, но даже он укладывается в параметры ГОСТа (от 202,4В до 237,6В).

Довольно часто в нашей жизни мы встречаемся с «миганием» освещения при включении, скажем, электрочайников, это один из наглядных примеров скачков напряжения. Сейчас практически во всех приборах присутствует чувствительная к скачкам напряжения электроника. В основном это хорошо заметно в пригородах, дачных домах или коттеджах, подсобных хозяйствах и т.д. Раньше при прокладке электросетей никто не учитывал, что мы с Вами будем использовать такое огромное разнообразие электроприборов.  Для этого и нужен стабилизатор напряжения, чтобы уберечь Вашу бытовую и другую технику или высокоточное оборудование от негативных перепадов напряжения.

Нужен стабилизатор или нет решать Вам, так как скачки напряжения или его резкое снижение могут нести некритичный характер и не повредить серьезно Вашему оборудованию.  Мы хотим лишь помочь Вам  определиться и выбрать.

Заземление – что это простыми словами и для чего нужно, как работает

Тело человека – хороший проводник электрического тока. Самыми высокими показателями электропроводности обладают мышцы и подкожная-жировая клетчатка, то есть как раз те места, которые первыми контактируют с внешним источником тока, будь то оголенный провод или неисправный электроприбор.

Ток проникает в тело через поры и каналы потовых желез, поэтому очевидно, что сухая кожа отличается более высоким сопротивлением, чем влажная. Так, при контакте с напряжением 220 В значение силы тока, воздействующей на мокрый кожный покров, составляет порядка 220 мА. При такой электротравме смерть наступает мгновенно, учитывая, что опасным для организма считается показатель уже в 15мА, а смертельном опасным – 100 мА.

Это доказывает необходимость разработки мер, которые предотвращают случайное поражение электрическим током во всех областях человеческой деятельности, как на производстве, так и в быту. Одна из таких мер – установка заземляющих устройств (ЗУ).

Что такое заземление

Если говорить простыми словами, это защитная система, которая предотвращает от ударов током при прикосновении к металлическим частям оборудования, находящегося под напряжением. Вся конструкция состоит из следующих частей:

• Металлический контур
• Заземляющая шина
• Разводка проводов заземления

Контур представляет собой 4-6 штырей (электродов), забитых в грунт и соединенных между собой металлическими полосами. Необходимая глубина заземляющего устройства – 2,5-3 метра, то есть ниже уровня промерзания почвы. Это требуется для того, чтобы даже зимой контур получал доступ к влаге, проводящей ток.

Вверху одного вертикального электрода располагается «контактная зона» (чаще всего в виде болта с резьбой), от которой берет начало медная шина, ведущая в специальную планку в распределительном щитке.

От главной заземляющей шины, в свою очередь, расходятся медные жилы к розеткам потребителей. Эти провода, по сути, отвечают за подключение заземления – к примеру, в современных домах разводка от щитка выполняется трехжильным кабелем, где одна из жил – желто-зеленого цвета – отведена «под землю».

Рис 1. Устройство заземления. а) – заземление в линию; б) – контур заземления

Требования к заземлению

Обеспечение безопасности потребителя при работе с электрическими приборами – приоритетная задача производителей и эксплуатантов электроустановок, поэтому в этой сфере действует ряд норм и правил. Отметим основные:

• Заземлять нужно все, что имеет металлический корпус: котлы, станки, насосы, инструменты, оборудование;
• Штыри и соединения контура должны отличаться антикоррозионностью и износостойкостью, что обеспечивается правильным выбором материала и диаметра – например, для этих целей нередко используется нержавеющая сталь с поперечным сечением не менее 90 кв. мм;
• Заземлители должны всегда находиться во влажной почве – для этого нужно учесть географические, климатические и геологические особенности региона и выбрать правильную глубину размещения металлических электродов.

Почему человека бьет током

Смоделируем ситуацию:

1. В бытовом электрическом приборе, установленном без заземления (к примеру, в стиральной машине), нарушилась целостность проводки. Причины могут быть любые – естественный износ, механические повреждения, вредительство насекомых или грызунов.
2. В результате на корпусе агрегата скапливается электрический разряд.
3. Человек прикасается к устройству и получает удар током.

Важно понимать, что ток при этом движется по замкнутой цепи, где тело человека выступает как одно из звеньев. Если бы мы, скажем, летали по воздуху, то электрические травмы были бы нам практически не страшны – посмотрите на птиц за окном: они спокойно сидят на высоковольтных проводах, не догадываясь о смертельной опасности.

Однако мы, в отличие от птиц, ходим по земле, которая, в свою очередь, считается идеальной точкой с нулевым потенциалом. Получается, что тело человека выступает как проводник, по которому электрический ток от неисправного электроприбора или оголенного провода устремляется к земле, чтобы уравнять количество заряженных частиц в этих двух точках, как того требуют законы природы.

Как работает заземление

Ток движется по пути наименьшего сопротивления. Этот простой принцип лежит в основе работы заземления: наш кожный покров обладает более высоким сопротивлением, чем металлический провод, поэтому при касании поверхности под напряжением ток сразу уходит в землю, не причиняя человеку вреда. Это главное, что нужно понимать о работе ЗУ.

Есть и еще один фактор, который обеспечивает работу заземления – бесконечно обширное «сечение» грунта. Обратимся к физике: ток, уходя во влажную почву, запускает цепную реакцию ионов, которые передают энергию все дальше и дальше, практически до бесконечности. Чем больше электрически заряженных частиц (ионов) участвует в процессе, тем быстрее передается энергия, рассеивается ток и, следовательно, тем эффективнее работает заземление. Добавим, что здесь немаловажную роль играет и достаточный диаметр металлических электродов, входящих в контур заземляющего устройства.

Заземление и зануление – в чем отличие

Кроме установки ЗУ, существует еще один способ, защищающий человека от удара током от неисправных электроустановок. Это зануление (другое название: заземление на ноль). Его суть в том, что при возникновении неисправности возникает короткое замыкание, что приводит к отключению автомата-предохранителя. Технически это реализовано так: корпус электроустановки соединяется с нейтралью источника питания, то есть с заземленной точкой трансформатора.

Простыми словами, разница между занулением и заземлением в том, что в первом случае питающая цепь отключается из-за превышения токовой уставки автомата, а во втором – опасный ток отправляется в грунт и «растекается» в его влажной среде.

В многоквартирных высотках заземлять электроприборы технически сложно, поэтому здесь чаще всего используется зануление (наряду с УЗО). В частных домах, наоборот, удобнее всего сделать систему заземления.

Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Эксплуатация заземляющих устройств невозможна без дополнительных приборов. К главным из них нужно отнести устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы. Несмотря на внешнюю схожесть, они используются для разных задач:

1. УЗО отключается в момент появления в сети так называемого тока утечки, который может привести, с одной стороны, к возгоранию (при повреждении электропроводки изоляция начинает сильно греться), а с другой – к удару током, если человек дотронется до неисправного оборудования. УЗО всегда работает «в связке» с обычным автоматом.
2. Дифференциальный автомат соединяет в себе функции устройства защитного отключения и автомата, то есть он защищает систему электропроводки от перегрузок и коротких замыканий, а человека – от электрических травм.

Таким образом, заземление представляет собой металлический провод, уходящий в почву и предназначенный для «утекания» тока в землю при возникновении неисправности в системе электроснабжения.

Что такое сила натяжения?

Что означает сила натяжения?

Сила натяжения — это сила, возникающая при приложении нагрузки к одному или нескольким концам материала в направлении от него, обычно к поперечному сечению материала. Силу натяжения часто называют «тянущей» силой. Нагрузка, прикладываемая к материалу, должна быть приложена в осевом направлении, чтобы создать силу натяжения.

Силы растяжения, которым подвергаются компонент или конструкция, имеют большое значение при выборе материалов, способных выдержать нагрузку.

Сила натяжения в физике — это сила, развиваемая в веревке, струне или кабеле при растяжении под действием приложенной силы. Натяжение действует по длине троса / кабеля в направлении, противоположном приложенной к нему силе. Напряжение также иногда можно назвать напряжением, напряжением или натяжением.

Сила натяжения относится к категории контактных сил, поскольку она может проявляться только при контакте между кабелем и объектом рассмотрения. Этот тип силы всегда тянет, но никогда не толкает.Уменьшение тяги снижает напряжение, а увеличение тяги увеличивает натяжение.

Натяжение позволяет передавать силу на относительно большие расстояния.

Corrosionpedia объясняет силу натяжения

Сила натяжения — одна из самых распространенных сил. Для этого многие материалы имеют так называемую прочность на разрыв. Прочность на растяжение помогает дизайнерам понять, какое усилие натяжения может выдержать материал.Из так называемого предела текучести при растяжении можно рассчитать величину силы растяжения, которая может вызвать пластическую деформацию материала. По пределу прочности на растяжение можно рассчитать силу натяжения, при которой произойдет разрушение материала.

Силы натяжения встречаются во многих различных областях применения. Одним из примеров силы натяжения является зажим ремня безопасности в автомобиле при ударе. Зажим ремня безопасности должен выдерживать силу толчка тела во время дорожно-транспортного происшествия.Другой пример — менее острый случай силы натяжения, возникающей в подвесном мосту, который постоянно подвергается посадке и разгрузке автомобилей. Если материал кабеля не обладает достаточной прочностью на разрыв, может произойти отказ моста.

Не существует единой формулы для расчета силы натяжения при любых обстоятельствах. Часто для вычисления нормальной силы используется второй закон Ньютона:

Каждый физический объект, который находится в контакте с другим объектом, оказывает на него силу определенного типа и наоборот.Контактные силы обозначаются разными терминами в зависимости от природы объектов. Если одна из рассматриваемых сил, которая действует на объект, представляет собой веревку, трос или цепь, это называется натяжением.

Поверхностное натяжение и вода

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о свойствах воды •

Поверхностное натяжение: «Свойство поверхности жидкости, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе из-за когезионной природы ее молекул.»

Кажется, что это противоречит законам физики, но скрепка из стали действительно может плавать на поверхности воды. Высокое поверхностное натяжение помогает скрепке с гораздо большей плотностью плавать по воде.

Силы сцепления между молекулами жидкости ответственны за явление, известное как поверхностное натяжение. Молекулы на поверхности стакана воды не имеют других молекул воды со всех сторон от них, и, следовательно, они более прочно сцепляются с молекулами, непосредственно связанными с ними (в данном случае, рядом и под ними, но не над ними).Неверно, что на поверхности воды образуется «кожа»; более сильное сцепление между молекулами воды в отличие от притяжения молекул воды к воздуху делает более трудным перемещение объекта по поверхности, чем перемещение его, когда он полностью погружен. (Источник: GSU).

Сцепление и поверхностное натяжение

Силы сцепления между молекулами жидкости распределяются между всеми соседними молекулами. Те, что находятся на поверхности, не имеют соседних молекул сверху и, таким образом, проявляют более сильные силы притяжения к своим ближайшим соседям на поверхности и под ней.Поверхностное натяжение можно определить как свойство поверхности жидкости, которое позволяет ей противостоять внешней силе из-за когезионной природы молекул воды.

Поверхностное натяжение на молекулярном уровне

Поверхностное натяжение в воде связано с тем, что молекулы воды притягиваются друг к другу, поскольку каждая молекула образует связь с молекулами, находящимися поблизости. На поверхности, однако, самый внешний слой молекул имеет меньше молекул, за которые можно цепляться, поэтому это компенсируется установлением более прочных связей со своими соседями, что приводит к образованию поверхностного натяжения.

Молекулы воды хотят прижаться друг к другу. На поверхности, однако, меньше молекул воды, за которые можно цепляться, поскольку наверху есть воздух (а значит, нет молекул воды). Это приводит к более прочной связи между молекулами, которые действительно контактируют друг с другом, и слоем прочно связанной воды (см. Диаграмму). Этот поверхностный слой (удерживаемый поверхностным натяжением) создает значительный барьер между атмосферой , и водой. Фактически, вода обладает наибольшим поверхностным натяжением, кроме ртути, из всех жидкостей. (Источник: Озера Миссури)

Внутри тела жидкости молекула не будет испытывать результирующую силу, потому что все силы соседних молекул нейтрализуются (диаграмма). Однако для молекулы на поверхности жидкости будет действовать чистая внутренняя сила, поскольку не будет силы притяжения, действующей сверху. Эта направленная внутрь сила заставляет молекулы на поверхности сжиматься и сопротивляться растяжению или разрушению. Таким образом, поверхность находится под натяжением, откуда, вероятно, и произошло название «поверхностное натяжение». (Источник: Фонд Вудро Вильсона).

Из-за поверхностного натяжения маленькие объекты будут «плавать» на поверхности жидкости, пока объект не может пробиться и разделить верхний слой молекул воды. Когда объект находится на поверхности жидкости, поверхность, находящаяся под натяжением, ведет себя как эластичная мембрана.

Примеры поверхностного натяжения

Водомерки могут ходить по воде благодаря сочетанию нескольких факторов.Водомерки используют высокое поверхностное натяжение воды и длинные гидрофобные ноги, чтобы оставаться над водой.

Водомерки используют это поверхностное натяжение в своих интересах за счет хорошо адаптированных ног и распределенного веса. Ноги водомера длинные и тонкие, что позволяет распределять вес корпуса водомера по большой площади поверхности. Ноги сильные, но обладают гибкостью, что позволяет водомеркам равномерно распределять свой вес и течь вместе с движением воды.Волосы для гидроочистки покрывают поверхность тела водомера.

• Ходьба по воде: Маленькие насекомые, такие как водомерок, могут ходить по воде, потому что их веса недостаточно, чтобы проникнуть на поверхность.
• Плавающая игла: Осторожно размещенную маленькую иглу можно заставить плавать на поверхности воды, даже если она в несколько раз плотнее воды. Если поверхность встряхнуть, чтобы снизить поверхностное натяжение, игла быстро утонет.
• Не трогайте палатку !: Обычные материалы для палаток в некоторой степени водонепроницаемы, так как поверхностное натяжение воды перекрывает поры в тонко тканом материале. Но если прикоснуться пальцем к материалу палатки, вы нарушите поверхностное натяжение, и дождь потечет.
• Клинический тест на желтуху: Нормальная моча имеет поверхностное натяжение около 66 дин / сантиметр, но если присутствует желчь (тест на желтуху), оно падает примерно до 55. В тесте Хая моча распыляется порошкообразной серой. поверхность.Он будет плавать в обычной моче, но опустится, если желчь снизит поверхностное натяжение.
• Дезинфицирующие средства с поверхностным натяжением: Дезинфицирующие средства обычно представляют собой растворы с низким поверхностным натяжением. Это позволяет им распространяться на клеточных стенках бактерий и разрушать их.
• Мыло и моющие средства: Они помогают при стирке одежды, снижая поверхностное натяжение воды, так что она легче впитывается в поры и загрязненные участки.
• Стирка холодной водой: Основная причина использования горячей воды для стирки заключается в том, что ее поверхностное натяжение ниже и она лучше смачивает.Но если моющее средство снижает поверхностное натяжение, нагревание может быть ненужным.
• Почему пузырьки круглые: Поверхностное натяжение воды обеспечивает необходимое натяжение стенки для образования пузырьков с водой. Стремление минимизировать это натяжение стенок придает пузырькам сферическую форму.
• Поверхностное натяжение и капли: Поверхностное натяжение отвечает за форму капель жидкости. Хотя капли воды легко деформируются, они имеют тенденцию принимать сферическую форму за счет сил сцепления поверхностного слоя.

Источник: Университет штата Джорджия

Факты о поверхностном натяжении для детей

Механика

Реология Вязкоупругость Интеллектуальные жидкости: Магнитореологические Электрореологические Феррожидкие жидкости Реометрия · Реометр

Поверхностное натяжение — это эффект, при котором поверхность жидкости является прочной.Поверхность может выдерживать вес, а поверхность капли воды удерживает каплю в форме шара. Некоторые мелкие предметы могут плавать на поверхности из-за поверхностного натяжения, хотя обычно они не могут плавать. Некоторые насекомые (например, водомерки) могут бегать по поверхности воды из-за этого. Это свойство вызвано притяжением молекул в жидкости друг к другу (когезией) и отвечает за многие из поведения жидкостей.

Поверхностное натяжение имеет размерность силы на единицу длины или энергии на единицу площади.Эти два понятия эквивалентны — но когда говорят об энергии на единицу площади, люди используют термин «поверхностная энергия», который является более общим термином в том смысле, что он применим также к твердым телам, а не только к жидкостям.

В материаловедении поверхностное натяжение используется для определения поверхностного напряжения или свободной поверхностной энергии.

Причины

Схема сил, действующих на молекулы в жидкости Поверхностное натяжение предотвращает погружение скрепки в воду.

Силы сцепления между молекулами жидкости вызывают поверхностное натяжение.В объеме жидкости каждая молекула одинаково притягивается во всех направлениях соседними молекулами жидкости, в результате чего результирующая сила равна нулю. Молекулы на поверхности не имеют других молекул со всех сторон и поэтому притягиваются внутрь. Это создает некоторое внутреннее давление и заставляет жидкие поверхности сжиматься до минимальной площади.

Поверхностное натяжение отвечает за форму капель жидкости. Хотя капли воды легко деформируются, они имеют тенденцию принимать сферическую форму за счет сил сцепления поверхностного слоя.В отсутствие других сил, включая гравитацию, капли практически всех жидкостей были бы идеально сферическими. Сферическая форма минимизирует необходимое «пристенное натяжение» поверхностного слоя в соответствии с законом Лапласа.

Еще один способ взглянуть на это с точки зрения энергии. Молекула, находящаяся в контакте с соседом, находится в более низком энергетическом состоянии, чем если бы она была одна (не в контакте с соседом). Внутренние молекулы имеют столько соседей, сколько они могут иметь, но граничные молекулы не имеют соседей (по сравнению с внутренними молекулами).Итак, граничные молекулы имеют более высокую энергию. Чтобы жидкость минимизировала свое энергетическое состояние, необходимо минимизировать количество граничных молекул с более высокой энергией. Минимальное количество граничных молекул приводит к минимальной площади поверхности.

В результате минимизации площади поверхности поверхность примет максимально гладкую форму. Любая кривизна формы поверхности приводит к большей площади и большей энергии. Таким образом, поверхность будет отталкиваться от любой кривизны во многом так же, как мяч, толкаемый вверх по склону, будет отталкиваться, чтобы минимизировать свою потенциальную энергию гравитации.

Последствия в повседневной жизни

Вода

Изучение воды показывает несколько эффектов поверхностного натяжения:

А . Дождевая вода образует шарики на восковой поверхности, например на листе. Вода слабо прилипает к воску и сильно прилипает к самому себе, поэтому вода собирается в капли. Поверхностное натяжение придает им форму, близкую к сферической, потому что сфера имеет наименьшее возможное отношение площади поверхности к объему.

Б . Образование капель происходит при растяжении массы жидкости.Анимация показывает, как вода, приставшая к крану, набирает массу, пока не растягивается до точки, в которой поверхностное натяжение больше не может связывать ее с краном. Затем он отделяется, и поверхностное натяжение превращает каплю в сферу. Если бы из крана текла струя воды, при падении струя разбилась бы на капли. Гравитация растягивает ручей, а затем поверхностное натяжение сжимает его в сферы.

С . Объекты, более плотные, чем вода, все еще плавают, когда объект не смачивается и его вес достаточно мал, чтобы выдерживать силы, возникающие из-за поверхностного натяжения.Например, водомерки используют поверхностное натяжение, чтобы ходить по поверхности пруда. Поверхность воды ведет себя как эластичная пленка: ноги насекомого вызывают вмятины на поверхности воды, увеличивая ее площадь.

Д . Разделение масла и воды (в данном случае воды и жидкого воска) вызвано поверхностным натяжением разнородных жидкостей. Этот тип поверхностного натяжения называется «межфазным натяжением», но его физика такая же.

Е .Слезы вина — это образование капель и ручейков на стенке бокала с алкогольным напитком. Его причина — сложное взаимодействие между различными поверхностными натяжениями воды и этанола. Это вызвано комбинацией модификации поверхностного натяжения воды этанолом вместе с этанолом, испаряющимся быстрее, чем вода.

• А. Водные бисероплетения на листе

• Б. Капает вода из крана

• Д. Лавовая лампа с взаимодействием разнородных жидкостей; вода и жидкий воск

• E. Фотография, показывающая феномен «винных слез».

ПАВ

Поверхностное натяжение проявляется в других общих явлениях, особенно когда для его уменьшения используются поверхностно-активные вещества:

• Мыльные пузыри имеют очень большую площадь поверхности при очень небольшой массе. Пузыри в чистой воде нестабильны. Однако добавление поверхностно-активных веществ может иметь стабилизирующий эффект на пузырьки (см. Эффект Марангони).Обратите внимание, что поверхностно-активные вещества фактически снижают поверхностное натяжение воды в три или более раз.
• Эмульсии — это раствор, в котором поверхностное натяжение играет роль. Крошечные фрагменты нефти, взвешенные в чистой воде, спонтанно собираются в гораздо более крупные массы. Но присутствие поверхностно-активного вещества обеспечивает снижение поверхностного натяжения, что обеспечивает стабильность мельчайших капель масла в объеме воды (или наоборот).

Основы физики

Два определения

На схеме в поперечном сечении изображена игла, плавающая на поверхности воды.Его вес, F _w , вдавливает поверхность и уравновешивается силами поверхностного натяжения с обеих сторон, F _s , каждая из которых параллельна поверхности воды в точках контакта с иглой. Обратите внимание, что горизонтальные компоненты двух стрелок F _s указывают в противоположных направлениях, поэтому они компенсируют друг друга, но вертикальные компоненты указывают в одном направлении и, следовательно, складываются для баланса F _w .

Поверхностное натяжение, обозначенное символом γ , определяется как сила вдоль линии единичной длины, где сила параллельна поверхности, но перпендикулярна линии.Один из способов представить это — представить плоскую мыльную пленку, ограниченную с одной стороны натянутой нитью длиной L . Нить будет вытягиваться внутрь пленки с силой, равной 2 L (коэффициент 2 равен тому, что мыльная пленка имеет две стороны, следовательно, две поверхности). Поэтому поверхностное натяжение измеряется в силах на единицу длины. Его единица СИ — ньютон на метр, но также используется единица СГС — дин на см. Один дин / см соответствует 0,001 Н / м.

Эквивалентное определение, используемое в термодинамике, — это работа на единицу площади.Таким образом, для увеличения площади поверхности массы жидкости на величину, δA , требуется количество работы, δA . Эта работа сохраняется в виде потенциальной энергии. Следовательно, поверхностное натяжение можно также измерить в системе СИ как джоули на квадратный метр и в системе СГС как эрг на см ² . Поскольку механические системы пытаются найти состояние минимальной потенциальной энергии, свободная капля жидкости естественным образом принимает сферическую форму, которая имеет минимальную площадь поверхности для данного объема.

Эквивалентность измерения энергии на единицу площади и силы на единицу длины может быть доказана анализом размеров.

Кривизна поверхности и давление

Силы поверхностного натяжения, действующие на крошечный (дифференциальный) участок поверхности. δθ _x и δθ _y указывают величину изгиба по размеру пятна. Уравновешивание сил натяжения и давления приводит к уравнению Юнга – Лапласа

Если никакая сила не действует перпендикулярно натянутой поверхности, поверхность должна оставаться плоской.Но если давление на одной стороне поверхности отличается от давления на другой стороне, разница давлений, умноженная на площадь поверхности, дает нормальную силу. Чтобы силы поверхностного натяжения нейтрализовали силу давления, поверхность должна быть искривленной. На диаграмме показано, как кривизна поверхности крошечного участка поверхности приводит к суммарной составляющей сил поверхностного натяжения, действующих перпендикулярно центру пятна. Когда все силы уравновешены, результирующее уравнение известно как уравнение Юнга – Лапласа:

где:

• Δ p — перепад давления.
• — поверхностное натяжение.
• R _x и R _y — это радиусы кривизны в каждой из осей, параллельных поверхности.

Величина в скобках справа фактически (в два раза) больше средней кривизны поверхности (в зависимости от нормализации).

Решения этого уравнения определяют форму водяных капель, луж, менисков, мыльных пузырей и все другие формы, определяемые поверхностным натяжением.(Другой пример — форма отпечатков ступней водомета на поверхности пруда).

В таблице ниже показано, как внутреннее давление капли воды увеличивается с уменьшением радиуса. Для не очень маленьких капель эффект незначителен, но разница в давлении становится огромной, когда размер капель приближается к размеру молекулы. (В пределах одной молекулы концепция теряет смысл.)

Δ p для капель воды разного радиуса по СТП
Радиус капли	1 мм	0.1 мм	1 мкм	10 нм
Δ p (атм)	0,0014	0,0144	1,436	143,6

Поверхность жидкости

Трудно найти форму минимальной поверхности, ограниченной какой-либо рамкой произвольной формы, используя только математику. Тем не менее, если сделать каркас из проволоки и окунуть его в мыльный раствор, в полученной мыльной пленке в течение нескольких секунд появится локально минимальная поверхность.

Причина этого в том, что разность давлений на границе раздела текучей среды пропорциональна средней кривизне, как видно из уравнения Юнга-Лапласа. Для открытой мыльной пленки перепад давления равен нулю, следовательно, средняя кривизна равна нулю, а минимальные поверхности обладают свойством нулевой средней кривизны.

Углы контакта

Основная страница: Угол контакта

Поверхность любой жидкости — это граница раздела между этой жидкостью и некоторой другой средой. Например, верхняя поверхность пруда — это поверхность раздела между водой пруда и воздухом.Таким образом, поверхностное натяжение — это свойство не только жидкости, а свойство границы раздела жидкости с другой средой. Если жидкость находится в контейнере, то помимо поверхности раздела жидкость / воздух на его верхней поверхности существует также поверхность раздела между жидкостью и стенками контейнера. Поверхностное натяжение между жидкостью и воздухом обычно отличается (больше) его поверхностного натяжения со стенками емкости. Там, где две поверхности встречаются, геометрия уравновешивает все силы.

Усилия в точке контакта показаны для угла контакта более 90 ° (слева) и менее 90 ° (справа)

Там, где две поверхности встречаются, они образуют угол контакта, который представляет собой угол, который касательная к поверхности образует с твердой поверхностью.На диаграмме справа показаны два примера. Силы натяжения показаны для границы раздела жидкость-воздух, границы раздела жидкость-твердое тело и границы раздела твердое тело-воздух. В примере слева разница между поверхностным натяжением жидкость-твердое тело и твердое тело-воздух, меньше, чем поверхностное натяжение жидкость-воздух, но все еще положительна, то есть

На диаграмме вертикальные и горизонтальные силы должны уравновешиваться точно в точке контакта, известной как равновесие.Горизонтальная составляющая компенсируется силой сцепления.

Однако более важный баланс сил находится в вертикальном направлении. Вертикальная составляющая должна точно нейтрализовать силу.

Поскольку силы прямо пропорциональны их поверхностному натяжению, мы также имеем:

где

• — поверхностное натяжение жидкость-твердое тело,
• — поверхностное натяжение жидкость-воздух,
• — поверхностное натяжение твердого воздуха,
• — это угол контакта, при котором вогнутый мениск имеет угол контакта менее 90 °, а выпуклый мениск имеет угол контакта более 90 °.

Это означает, что, хотя разницу между поверхностным натяжением жидкость-твердое тело и твердое тело-воздух трудно измерить напрямую, ее можно вывести из поверхностного натяжения жидкость-воздух, и равновесного краевого угла смачивания, который является функция легко измеряемых углов смачивания и отвода (см. основной угол смачивания изделия).

Такая же взаимосвязь существует на диаграмме справа. Но в этом случае мы видим, что, поскольку угол смачивания меньше 90 °, разница поверхностного натяжения жидкость-твердое тело / твердое тело-воздух должна быть отрицательной:

Специальные углы контакта

Обратите внимание, что в особом случае границы раздела вода-серебро, когда угол смачивания равен 90 °, разница поверхностного натяжения жидкость-твердое тело / твердое тело-воздух точно равна нулю.

Другой особый случай — угол контакта точно 180 °. К этому подходит вода со специально подготовленным тефлоном. Угол контакта 180 ° возникает, когда поверхностное натяжение жидкость-твердое тело в точности равно поверхностному натяжению жидкость-воздух.

Методы измерения

Поверхностное натяжение можно измерить методом подвесной капли на гониометре.

Поскольку поверхностное натяжение проявляется в различных эффектах, он предлагает несколько способов его измерения.Выбор оптимального метода зависит от природы измеряемой жидкости, условий измерения ее натяжения и устойчивости ее поверхности при ее деформации.

• Метод Du Noüy Ring: традиционный метод измерения поверхностного или межфазного натяжения. Смачивающие свойства поверхности или границы раздела мало влияют на этот метод измерения. Измеряется максимальное усилие, прилагаемое к кольцу поверхностью.
• Метод Дю Ную-Паддея: в минимизированной версии метода Дю Ную используется металлическая игла небольшого диаметра вместо кольца в сочетании с высокочувствительными микровесами для регистрации максимального усилия.Преимущество этого метода заключается в том, что очень маленькие объемы пробы (до нескольких десятков микролитров) могут быть измерены с очень высокой точностью без необходимости корректировки плавучести (для иглы или, точнее, стержня с правильной геометрией). Кроме того, измерение может быть выполнено очень быстро, минимум за 20 секунд. Первые коммерческие многоканальные тензиометры [CMCeeker] были недавно построены на основе этого принципа.
• Пластина Вильгельми: универсальный метод, особенно подходящий для проверки поверхностного натяжения в течение длительного времени.К весам прикрепляют вертикальную пластину известного периметра и измеряют силу, обусловленную смачиванием.
• Метод вращающейся капли: этот метод идеален для измерения низкого межфазного натяжения. Диаметр капли в тяжелой фазе измеряется при вращении обеих.
• Метод подвесной капли: с помощью этого метода можно измерить поверхностное и межфазное натяжение даже при повышенных температурах и давлениях. Геометрия капли анализируется оптически. Подробнее см. Drop.
• Метод давления пузыря (метод Йегера): метод измерения для определения поверхностного натяжения при коротком поверхностном возрасте.Измеряется максимальное давление каждого пузырька.
• Метод объема капли: метод определения межфазного натяжения как функции возраста границы раздела фаз. Жидкость одной плотности перекачивается во вторую жидкость другой плотности, и измеряется время между появлением капель.
• Метод капиллярного подъема: конец капилляра погружается в раствор. Высота, на которой раствор достигает капилляра, связана с поверхностным натяжением уравнением, обсуждаемым ниже.
• Сталагмометрический метод: метод взвешивания и считывания капель жидкости.
• Метод слабой капли: метод определения поверхностного натяжения и плотности путем размещения капли на подложке и измерения краевого угла смачивания (см. Методика безотказной капли).
• Частота колебаний левитирующих капель: поверхностное натяжение сверхтекучей жидкости ⁴ He было измерено путем изучения собственной частоты колебательных колебаний капель, удерживаемых в воздухе с помощью магнетизма. Это значение оценивается в 0,375 дин / см при Т = 0 ° К.

Эффекты

Жидкость в вертикальной трубке

Основная статья: Капиллярное действие Схема ртутного барометра

Ртутный барометр старого образца состоит из вертикальной стеклянной трубки диаметром около 1 см, частично заполненной ртутью, и с вакуумом (называемым вакуумом Торричелли) в незаполненном объеме (см. Диаграмму справа).Обратите внимание, что уровень ртути в центре трубки выше, чем по краям, что делает верхнюю поверхность ртути куполообразной. Центр масс всего столбика ртути был бы немного ниже, если бы верхняя поверхность ртути была бы плоской по всему поперечному сечению трубки. Но куполообразный верх дает немного меньшую площадь поверхности всей массе ртути. Снова два эффекта объединяются, чтобы минимизировать общую потенциальную энергию. Такая форма поверхности известна как выпуклый мениск.

Мы рассматриваем площадь поверхности всей массы ртути, включая ту часть поверхности, которая контактирует со стеклом, потому что ртуть вообще не прилипает к стеклу. Таким образом, поверхностное натяжение ртути действует по всей площади ее поверхности, в том числе там, где она контактирует со стеклом. Если бы вместо стекла трубку сделали из меди, ситуация была бы совсем другой. Ртуть агрессивно прилипает к меди. Таким образом, в медной трубке уровень ртути в центре трубки будет ниже, чем на краях (то есть это будет вогнутый мениск).В ситуации, когда жидкость прилипает к стенкам своего контейнера, мы считаем, что часть площади поверхности жидкости, которая контактирует с контейнером, имеет отрицательное поверхностное натяжение . Затем жидкость работает, чтобы максимизировать площадь контактной поверхности. Таким образом, в этом случае увеличение площади контакта с контейнером скорее уменьшает, чем увеличивает потенциальную энергию. Этого уменьшения достаточно, чтобы компенсировать повышенную потенциальную энергию, связанную с подъемом жидкости возле стенок контейнера.

Иллюстрация капиллярного подъема и падения. Красный = угол контакта менее 90 °; синий = угол контакта больше 90 °

Если трубка достаточно узкая и прилипание жидкости к ее стенкам достаточно сильное, поверхностное натяжение может втягивать жидкость вверх по трубке, что называется капиллярным действием. Высота, на которую поднимается колонна, определяется по формуле:

.

где

Лужи на поверхности

Кривая профиля кромки лужи при краевом угле смачивания 180 °.Кривая задается формулой: где Небольшие лужицы воды на гладкой чистой поверхности имеют ощутимую толщину.

При попадании ртути на горизонтальный плоский лист стекла образуется лужа ощутимой толщины. Лужа будет расширяться только до такой степени, что ее толщина будет чуть меньше полсантиметра, и не тоньше. Опять же, это связано с действием сильного поверхностного натяжения ртути. Жидкая масса выравнивается, потому что это приводит как можно больше ртути к как можно более низкому уровню, но в то же время поверхностное натяжение сокращает общую площадь поверхности.В результате получается лужа почти фиксированной толщины.

Такая же демонстрация поверхностного натяжения может быть проведена с водой, известковой водой или даже солевым раствором, но только если жидкость не прилипает к материалу с плоской поверхностью. Воск — такое вещество. Вода, налитая на гладкую плоскую горизонтальную восковую поверхность, скажем, на вощеный лист стекла, будет вести себя так же, как ртуть, налитая на стекло.

Толщина лужи жидкости на поверхности, угол смачивания которой составляет 180 °, определяется по формуле:

где

— глубина лужи в сантиметрах или метрах.

— поверхностное натяжение жидкости в динах на сантиметр или ньютонах на метр.

— ускорение свободного падения, равное 980 см / с 2 или 9,8 м / с 2

— плотность жидкости в граммах на кубический сантиметр или килограммах на кубический метр

Иллюстрация того, как меньший угол контакта приводит к уменьшению глубины лужи

На самом деле толщина луж будет немного меньше, чем предсказывается приведенной выше формулой, потому что очень немногие поверхности имеют угол контакта 180 ° с любой жидкостью.Когда угол контакта меньше 180 °, толщина определяется по формуле:

Для ртути на стекле γ _Hg = 487 дин / см, ρ _Hg = 13,5 г / см ³ и θ = 140 °, что дает h _Hg = 0,36 см. Для воды на парафине при 25 ° C γ = 72 дин / см, ρ = 1,0 г / см ³ и θ = 107 °, что дает h _{H 2 O} = 0,44 см.

Формула также предсказывает, что когда угол смачивания равен 0 °, жидкость будет растекаться в виде микротонкого слоя по поверхности.Такая поверхность считается полностью смачиваемой жидкостью.

Разбивка потоков на капли

Заглавная страница: Неустойчивость Плато – Рэлея

В повседневной жизни мы все наблюдаем, что поток воды, выходящий из крана, распадается на капли, независимо от того, насколько плавно поток выходит из крана. Это происходит из-за явления, называемого неустойчивостью Плато – Рэлея, которое полностью является следствием эффектов поверхностного натяжения.

Объяснение этой нестабильности начинается с существования крошечных возмущений в потоке.Они всегда присутствуют, независимо от того, насколько плавный поток. Если возмущения разделить на синусоидальные компоненты, мы обнаружим, что некоторые компоненты со временем растут, а другие со временем затухают. Среди тех, которые растут со временем, одни растут быстрее, чем другие. Будет ли компонент распадаться или расти, и насколько быстро он растет, полностью зависит от его волнового числа (мера того, сколько пиков и впадин на сантиметр) и радиусов исходного цилиндрического потока.

Таблица данных

Поверхностное натяжение различных жидкостей в дин / см по отношению к воздуху
Смесь% по массе
дин / см эквивалентно единицам СИ мН / м (милли-ньютон на метр)

Жидкость	Температура ° C	Поверхностное натяжение, γ
Уксусная кислота	20	27.6
Уксусная кислота (40,1%) + вода	30	40,68
Уксусная кислота (10,0%) + вода	30	54,56
Ацетон	20	23,7
Диэтиловый эфир	20	17,0
Этанол	20	22,27
Этанол (40%) + вода	25	29,63
Этанол (11.1%) + вода	25	46,03
Глицерин	20	63
n -Hexane	20	18,4
17,7 М водный раствор соляной кислоты	20	65,95
Изопропанол	20	21,7
Азот жидкий	-196	8,85
Меркурий	15	487
Метанол	20	22.6
n -октан	20	21,8
6,0 М водный раствор хлорида натрия	20	82,55
Сахароза (55%) + вода	20	76,45
Вода	0	75,64
Вода	25	71,97
Вода	50	67,91
Вода	100	58.85

Галерея эффектов

• Разрушение движущегося листа воды, отскакивающего от ложки.

• Фотография проточной воды, прилипшей к руке. Поверхностное натяжение создает полосу воды между потоком и рукой.

• Поверхностное натяжение предотвращает погружение монеты: монета, бесспорно, плотнее воды, поэтому она должна смещать объем, превышающий ее собственный, чтобы плавучесть уравновесила массу.

• Ромашка. Цветок полностью лежит ниже уровня (ненарушенной) свободной поверхности. Вода плавно поднимается по его краю. Поверхностное натяжение предотвращает попадание воды в воздух между лепестками и, возможно, погружение цветка.

• Металлическая скрепка плывет по воде. Несколько обычно можно аккуратно добавить без переливания воды.

• Алюминиевая монета плавает на поверхности воды при температуре 10 ° C.Любой лишний вес опустит монету на дно.

Картинки для детей

• Поток дождевой воды из навеса. Среди сил, управляющих образованием капель: поверхностное натяжение, когезия, сила Ван-дер-Ваальса, неустойчивость Плато – Рэлея.

• Капля воды, лежащая на штофе. Поверхностное натяжение достаточно велико для предотвращения плавания под тканью

• На этой диаграмме показано усилие, необходимое для увеличения площади поверхности.Эта сила пропорциональна поверхностному натяжению.

• Тензиометр

  Force использует метод колец Дю Нуюи и метод пластин Вильгельми.

• Распад удлиненной струи воды на капли из-за поверхностного натяжения.

• Молекулы на поверхности крошечной капли (слева) в среднем имеют меньше соседей, чем молекулы на плоской поверхности (справа). Следовательно, они более слабо связаны с каплей, чем молекулы с плоской поверхностью.

• Алюминиевая монета плавает на поверхности воды при температуре 10 ° C. Любой лишний вес опустит монету на дно.

• Металлическая скрепка, плавающая на воде. Решетка перед источником света создала «контурные линии», которые показывают деформацию водной поверхности, вызванную металлической скрепкой для бумаг.

Определение, объяснение, примеры и значение

Проще говоря, поверхностное натяжение — это тенденция молекул жидкости притягиваться больше друг к другу на поверхности жидкости, чем к воздуху над ней.

Представьте, что ваш любимый бармен наливает пинту и хочет убедиться, что у вас полный стакан. Когда она протягивает вам бутылку, кажется, что сверху идет пиво. Вы опускаетесь до уровня пинты, и, конечно же … появляется крошечная выпуклость пива, которая, кажется, поднимается выше края стакана.

Вы встряхиваетесь, думая, что, возможно, это должен быть ваш последний глоток за ночь, но на самом деле вы только что стали свидетелями действия поверхностного натяжения.Поверхностное натяжение — это загадочный и довольно увлекательный аспект жидкой материи, о котором многие слышали, но, возможно, не до конца понимают. Давайте познакомимся с этим замечательным природным явлением подробнее, начиная с самого начала.

Что такое поверхностное натяжение?

Проще говоря, поверхностное натяжение — это тенденция молекул жидкости притягиваться больше друг к другу на поверхности жидкости, чем к воздуху над ней. Это притяжение молекул друг к другу известно как межмолекулярная сила.В любом жидком веществе молекулы находятся в постоянном беспорядочном движении и постоянно меняются местами. В среде жидкости все молекулы тянутся другими молекулами во всех направлениях. Однако на поверхности, где над жидкостью находится только воздух, молекулы тянутся только сбоку и вниз молекулами, находящимися рядом и под ними, соответственно.

(Фото предоставлено magnetix / Shutterstock)

Это нисходящее притяжение молекул на уровне поверхности заставляет их плотнее прижиматься друг к другу, сжимаясь в более стабильную, выровненную структуру.Этот более плотный ряд поверхностных молекул образует что-то вроде эластичной мембраны на поверхности жидкости. Молекулы расположены более плотно и плавно выстраиваются рядом друг с другом, в отличие от более хаотичного расположения молекул ниже.

Прочность этой «эластичной мембраны» зависит от типа жидкости. Вода, например, имеет очень высокое поверхностное натяжение, потому что кислород и водород — два химических компонента воды (h3O) — имеют частичный отрицательный и положительный заряды соответственно и, таким образом, притягиваются ко всем другим молекулам воды, окружающим их.Водородные связи известны своей прочностью, поэтому вода, как правило, удерживается на поверхности даже лучше, чем другие жидкости, образуя экран, который может быть удивительно трудно сломать.

Почему важно поверхностное натяжение?

Хотя это свойство жидкостей, безусловно, интересно, оно не играет большой роли в нашей повседневной жизни, но именно в этом вы ошибаетесь. Помимо просмотра классных видеороликов, в которых идеально круглые капли воды падают в замедленном движении (еще один пример поверхностного натяжения) или водомерки, скользящие по поверхности озера со скоростью 2 метра в секунду, почему поверхностное натяжение имеет значение?

Водомеры.(Фото: Ян Мико / Shutterstock)

В некоторых отраслях промышленности поверхностное натяжение является более простым показателем загрязнения продуктов. Поскольку поверхностное натяжение определяется на молекулярном уровне, любое изменение составляющих жидкостей, поверхностно-активных веществ, топлива или соединений в жидкости приведет к изменению поверхностного натяжения. Если известно поверхностное натяжение идеально чистого состава, любое отклонение от него выявит некоторый уровень загрязнения. Это может показаться абстрактным применением поверхностного натяжения, но оно показывает, как даже самые простые вещи могут оказать наибольшее влияние на науку.Интересно, что влияние примесей на поверхностное натяжение было впервые обнаружено Агнес Поккельс — женщиной, увлеченной физикой, но не имеющей доступа к образованию — во время мытья посуды на своей кухне!

Как упоминалось ранее, поверхностное натяжение важно для водомерок, одного из немногих существ, которые могут перемещаться по поверхности воды, не падая в воду. Это явление вызвано тем, что ноги страйдера «не смачиваются», а это означает, что ноги страйдера отталкиваются вода и захватывают воздух, что позволяет им существенно вдавить поверхность воды, не нарушая ее.Волосы также увеличивают площадь поверхности водомеров, что означает, что к поверхности воды прилагается меньшая сила. Это ошеломляющее сочетание тонкой силы и идеальной адаптации.

Но самое главное — и это то, что мало кто осознает, — поверхностное натяжение позволяет вещам плавать, от листьев и семян до молекул и белков. Если перейти к микроскопическим масштабам, поверхность любого водоема очень живая и поддерживается поверхностным натяжением молекул воды.Наши экосистемы не смогли бы выжить или даже развиваться без действия поверхностного натяжения, а сам состав воды был бы менее стабильным, постоянно переходя в газообразное состояние и выходя из него. Да, хотите верьте, хотите нет, но поверхностное натяжение может быть единственной причиной, по которой жизнь, как мы знаем, сумела выжить так долго!

Заключительное слово

Статьи по теме

Статьи по теме

Поверхностное натяжение — одна из тех деталей научного мира, которую трудно представить или оценить в повседневной жизни, но на самом деле оно лежит в основе всей жизни, какой мы ее знаем.Поверхностное натяжение позволяет экосистемам процветать, оно позволяет семенам и молекулам плавать и является движущей силой большей части жизни, хотя большинство людей не замечает этого. Он также является интригующим напоминанием о том, насколько сложной и замечательной на самом деле является каждая капля воды. В следующий раз, когда вы надуете мыльный пузырь или капнете каплю воды с кончика листа, помните, что единственное, что делает возможными эти маленькие чудеса, — это поверхностное натяжение!

Поверхностное натяжение — Химия LibreTexts

Поверхностное натяжение — это энергия или работа, необходимая для увеличения площади поверхности жидкости за счет межмолекулярных сил.Поскольку эти межмолекулярные силы меняются в зависимости от природы жидкости (например, вода по сравнению с бензином) или растворенных веществ в жидкости (например, поверхностно-активных веществ, таких как моющее средство), каждый раствор проявляет различные свойства поверхностного натяжения. Знаете вы это или нет, но вы уже видели действие поверхностного натяжения. Каждый раз, когда вы слишком сильно наливаете воду в стакан, вы можете впоследствии заметить, что уровень воды в стакане на самом деле выше, чем высота стакана. Возможно, вы также заметили, что вода, которую вы пролили, образовала лужи, которые поднимаются над прилавком.Оба эти явления вызваны поверхностным натяжением.

Капли воды образуются на поверхности бассейна из-за поверхностного натяжения.

Молекулярная перспектива

В образце воды есть два типа молекул. Те, что снаружи, снаружи, а те, что внутри, внутри. Внутренние молекулы притягиваются ко всем молекулам вокруг себя, в то время как внешние молекулы притягиваются только к другим поверхностным молекулам и к тем, которые находятся под поверхностью.Это делает так, что энергетическое состояние молекул внутри намного ниже, чем у молекул снаружи. Из-за этого молекулы стараются поддерживать минимальную площадь поверхности, что позволяет большему количеству молекул иметь более низкое энергетическое состояние. Это то, что создает то, что называется поверхностным натяжением. Иллюстрацию этого можно увидеть на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): молекулы на поверхности воды испытывают чистое притяжение к другим молекулам в жидкости, которое удерживает вместе поверхность объемного образца.Напротив, те, кто находится внутри, испытывают одинаковые силы притяжения. (CC BY-SA-NC; анонимно по запросу).

Молекулы воды притягиваются друг к другу из-за полярных свойств воды. Концы водорода, которые являются положительными по сравнению с отрицательными концами кислорода, заставляют воду «слипаться». Вот почему существует поверхностное натяжение и требуется определенное количество энергии, чтобы разорвать эти межмолекулярные связи. То же самое и с другими жидкостями, даже с гидрофобными жидкостями, такими как масло. Между жидкостью существуют силы, такие как силы Ван-дер-Ваальса, которые отвечают за межмолекулярные силы внутри жидкости.Тогда потребуется определенное количество энергии, чтобы сломать эти силы и поверхностное натяжение. Вода — это жидкость, которая, как известно, имеет очень высокое значение поверхностного натяжения, и ее трудно преодолеть.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): (a) Скрепка может «плавать» по воде из-за поверхностного натяжения. (б) Поверхностное натяжение также позволяет таким насекомым, как этот водомер, «ходить по воде». (CC BY-SA-NC; анонимно по запросу).

Поверхностное натяжение воды может заставить плавать предметы, которые плотнее воды, что позволяет организмам буквально ходить по воде (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)).Примером такого организма является водомер, который может бегать по поверхности воды благодаря межмолекулярным силам молекул и силе страйдера, которая распространяется на его ноги. Поверхностное натяжение также позволяет образовывать капли, которые мы видим в природе.

Силы сцепления и сцепления

Есть несколько других важных концепций, связанных с поверхностным натяжением. Первая из них — это идея сил сцепления и сцепления. Силы сцепления — это силы, которые удерживают тело жидкости вместе с минимальной площадью поверхности, а силы сцепления — это те, которые пытаются заставить тело жидкости растекаться.Таким образом, если силы сцепления сильнее, чем силы сцепления, тело воды будет сохранять свою форму, но если верно обратное, жидкость будет растекаться, максимизирует площадь своей поверхности. Любое вещество, которое вы можете добавить в жидкость, позволяющее жидкости увеличить площадь ее поверхности, называется смачивающим агентом.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): (a) Этот рисунок иллюстрирует форму мениска и относительную высоту столбика ртути, когда стеклянный капилляр помещается в жидкую ртуть.Мениск выпуклый, и поверхность жидкости внутри трубки ниже, чем уровень жидкости вне трубки. (b) Поскольку вода прочно прилипает к полярной поверхности стекла, она имеет вогнутый мениск, тогда как ртуть, которая не прилипает к стеклу, имеет выпуклый мениск. (CC BY-SA-NC; анонимно по запросу).

В лаборатории также следует помнить несколько важных моментов, касающихся поверхностного натяжения. Первое, что вы, наверное, заметили раньше. Это идея мениска (Рисунок \ (\ PageIndex {3a} \)).Это вогнутый (изогнутый внутрь) или выпуклый (изогнутый) вид, который имеет вода или другие жидкости, когда они находятся в пробирках. Это вызвано притяжением между стеклом и жидкостью. С водой это заставляет ее взбираться по стенкам пробирки. Это притяжение усиливается по мере увеличения диаметра трубок; это называется капиллярным действием. Это можно увидеть, если вы возьмете трубку очень маленького диаметра (капиллярная трубка , ) и опустите ее в водоем. Жидкость будет подниматься в трубку, несмотря на отсутствие внешней силы.Возможно, вы также видели это, когда помещали соломинку в напиток и замечали, что уровень жидкости внутри соломинки выше, чем в вашем напитке. Однако все это требует, чтобы силы сцепления (между жидкостью и поверхностью капилляров) были выше, чем силы сцепления (между жидкостью и самим собой), в противном случае не будет никакого капиллярного действия или даже может произойти обратное. Ртуть имеет более высокие силы сцепления, чем силы сцепления, поэтому уровень жидкости в капиллярных трубках будет ниже, чем по сравнению с остальной частью ртути (Рисунок \ (\ PageIndex {3b} \)).

Список литературы

1. Петруччи, Ральф Х. и др. Общая химия: принципы и современные приложения. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2007.

Авторы и авторство

• Бенджамин Олдридж, Ниваз Брар

напряжение — определение и значение

• растяжение или сжатие не должно превышать предельное напряжение волокна, указанное выше для катаных балок и профилей, или, в случае сборных элементов, вышеуказанные напряжения растяжения и сжатия —

Акты и решения, принятые Генеральным судом

Основная напряженность возникает между коммунистической Россией и капиталистической Америкой.

Лорд Бойд Орр — Нобелевская лекция

Потому что, как показал мой прошлый опыт, неизбежно, что если присутствует напряжение , оно в конечном итоге разовьется.

Все искры. «

«Антагонизм был бы слишком сильным, — говорит ДеКей, — но напряжение присутствует всегда, потому что основная тема здесь — доверие: в любой момент он может бежать, и мы оба знаем об этом.«

«Белый воротничок»: подходит для всех участников

В своей речи о вручении Нобелевской премии Обама признал то, что он назвал « напряжением » между внешней политикой, основанной на интересах, и политикой, основанной на ценностях.

Визит Обамы знаменует собой новое особое отношение суперреалистов | Якоб Вайсберг

Мы действительно выяснили, но концовка, кажется, ослабляет напряжение — менее чем удовлетворительный способ.

ОБЗОР: Фриц Лейбер: Избранные рассказы под редакцией Чарльза Н. Брауна и Джонатана Страхана

На всем протяжении напряжение связано с ожиданием — сначала любви, а затем смерти.

Или ты мог бы поцеловать меня — рецензия

Тем временем Баннер должен уйти, потому что напряжение — это борьба, чтобы разозлить его…

Comic Fanboy Dreams — Капитан Америка и Мстители! «FirstShowing.нетто

Существует невероятная напряженность между старым коммунистическим Китаем и новым капиталистическим будущим; это напряжение лежит в основе романа.

Глаз Нефрита: Краткое содержание и рецензии на книгу Дайан Вэй Лян «Глаз Нефрита».

Тем более, что напряжение присутствует на протяжении всего фильма, и я верю, что Маккарти знает, что делает — хотя он утверждает, что нет.

Нет страны для стариков — Кормак Маккарти

Что такое поверхностное натяжение? | Вондрополис

Вы когда-нибудь экспериментировали с водой? Конечно, вы, вероятно, выпиваете несколько стаканов воды каждый день. Вы также можете использовать его для очистки тела, когда принимаете ванну или душ. Но знаете ли вы, что у него есть классные научные характеристики?

Например, знаете ли вы, что мелкие насекомые, такие как водомеры, могут ходить по воде? Знаете ли вы, что если у вас есть легкое прикосновение и твердая рука, вы можете плавать иглой по поверхности воды, несмотря на то, что игла намного плотнее воды?

Плавающие иглы и водометы, идущие по воде, могут благодарить одно и то же свойство воды за эти удивительные подвиги.О чем мы говорим? Конечно же, поверхностное натяжение!

Ученый скажет вам, что поверхностное натяжение — это свойство поверхности жидкости, например воды, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе. Поверхностное натяжение является результатом сил сцепления между подобными молекулами. При измерении поверхностное натяжение имеет величину силы на единицу длины.

Но что именно это означает? Вы когда-нибудь замечали, как вода имеет свойство образовывать капли? Когда вы мойте свой семейный автомобиль, вы можете легко увидеть, как капли воды образуются в самых разных местах.Вместо того, чтобы быстро рассеиваться, молекулы воды имеют тенденцию цепляться друг за друга.

Почему они это делают? Силы сцепления между молекулами жидкости заставляют их больше притягиваться друг к другу, чем другие типы молекул, например, молекулы автомобиля, чашки или воздуха. В результате молекулы жидкости имеют тенденцию слипаться, образуя форму с наименьшей возможной площадью поверхности. Вот почему капли и пузырьки воды имеют тенденцию принимать сферическую форму.

Поскольку силы сцепления между молекулами жидкости помогают им крепко держаться друг за друга, на поверхности жидкости происходит кое-что интересное.На поверхности молекулы жидкости могут цепляться только за другие молекулы рядом с ними и под ними. Над ними только молекулы воздуха.

На поверхности жидкости силы сцепления между молекулами жидкости заставляют поверхностные молекулы еще сильнее цепляться за молекулы рядом и под ними, поскольку над ними нет молекул жидкости. Это создает явление поверхностного натяжения, которое создает силу, подобную упругой мембране, на поверхности жидкости.

Поскольку нет молекул жидкости, тянущих сверху, молекулы на поверхности жидкости испытывают притяжение внутрь или вниз со стороны молекул внизу и рядом с ними.Это притяжение заставляет поверхностные молекулы сжиматься и сопротивляться растяжению или разрыву. Другими словами, поверхностные молекулы находятся под натяжением, отсюда и термин поверхностное натяжение!

Благодаря поверхностному натяжению поверхность жидкости действует как тонкая эластичная мембрана. Вот почему водомерки могут ходить по воде. Именно поэтому вы можете плавать иглой над водой. Так почему ты не можешь ходить по воде?

Поверхностное натяжение можно преодолеть с достаточной силой. Насекомые тяжелее водомеров и предметы крупнее игл могут легко нарушить поверхностное натяжение, позволяя им пробиться и отделить верхний слой молекул воды.

Вы все равно можете почувствовать силу поверхностного натяжения, если не будете осторожны. Когда вы ныряете в бассейн, ваши руки создают точку входа через поверхность воды для вашего тела. Однако если вы сделаете шлепок животом, ваше тело столкнется с гораздо большей силой от поверхностного натяжения воды, что приведет к тому болезненному ощущению покалывания, которое вы, возможно, испытывали раньше!

.