水的表面张力,大概为0.0728牛顿/米
水的表面张力指的是作用于水表面的力,大约为0.0728N/m(20℃)。
原理:水和气体接触面有一个表面层,水内部中的分子比表面层密集,分子间的距离比表面层小,分子间的相互作用力就表现为张力。
水在常温、常压条件下呈无色、无味、透明液体状,密度约为999.84kg/m3,电导率约0.055μS/cm,比热容约75.3J/(mol·K)。
一、水的表面张力
1、张力论述
水的表面张力约为0.0728N/m(20℃)。水的张力是指作用于水表面的力,原理是水和气体接触面有一个表面层,表面层里的分子比水内部稀疏、分子间的距离比水内部大,分子间的相互作用力就表现为张力,正是这种张力的存在,有些小昆虫才能在水面上行走。
2、物理特征
水是地球上最常见的物质之一,在常温、常压条件下呈无色、无味、透明的液体状,密度约为999.84kg/m³(在近似计算中常取1000kg/m³),电导率约为0.055μS/cm,比热容约为75.3J/(mol·K),表面张力约为0.0728N/m,在标准大气压(101.325kPa)下沸点约为100℃、凝固点约为0℃。
3、化学性质
水的化学性质主要体现在稳定性、氧化性、还原性、可被电解等方面,其中稳定性是指水要在2000℃以上才开始分解,氧化性是指水能和活泼金属发生氧化反应,还原性是指水能和氟等单质发生还原反应,可被电解则是指水在直流电作用下可电解成氢气和氧气。
4、起源学说
(1)外源说:外源说认为地球上的水来自地球外部,例如彗星、富含水的小行星等,被誉为“脏雪球”的彗星其成分是水和星际尘埃,一旦彗星撞击地球就会给地球带来大量的水。
(2)自源说:自源说认为地球上的水来自地球本身,地球是由原始的太阳星云气体和尘埃,经分馏、坍缩、凝聚等过程形成的,在地球起源时形成地球的物质里面就含有大量的水。
二、什么是电解水
1、定义论述
电解水是指水(H₂O)被直流电电解生成氢气和氧气的过程,具体过程是电流通过水(H₂O)时,在阴极通过还原水形成氢气(H₂),在阳极则通过氧化水形成氧气(O₂),氢气的生成量大约是氧气的两倍。
2、电解方程式
(1)酸性电解质
总反应式:2H₂O = 2H₂↑ + O₂↑
①阳极:4H⁺ + 4e = 2H₂↑
②阴极:2H₂O = O₂↑ + 4H⁺ + 4e
(2)碱性电解质
总反应式:2H₂O = 2H₂↑ + O₂↑
①阳极:4H₂O + 4e = 2H₂↑ + 4OH⁻
②阴极:4OH⁻ = O₂↑ + 2H₂O + 4e
3、历史起源
(1)1789年,杨·鲁道夫·德曼和阿德里安·派斯·范·特鲁斯维克通过静电装置发电,利用金电极把莱顿瓶中的水电解成气体。
(2)1800年,亚历山德罗·伏特发明了伏打电池,数周后伏打电池被威廉·尼克森和安东尼·卡莱尔应用于电解水。
(3)1869年,格拉姆发明了直流发电机,随着直流发电机的应用,电解水逐渐引人关注并成为一种小规模制氢的方法。