Сколько весит капля воды

Капля воды и ее объем

Капля. Если ее долго разглядывать, она может заворожить, что-то необычное, неразгаданное в ней есть. Что-то, что хочется пощупать, заглянуть вовнутрь, окунуться в нее целиком и раствориться. Такие разные они бывают, вот из крана капает капля, падает в стакан с водой и, разбившись вдребезги, разлетается сотнями маленьких капель.

water_drop_sm.jpg

Как измерить объем воды, содержащейся в капле? Капли ведь бывают разные, большие, маленькие, совсем крохотные, и их объем напрямую зависит от того, какого диаметра будет капилляр, на конце которого эта капля образуется. Такие знания очень важны в химическом анализе, который еще называют титрование, или объемные методы анализа.

Существует аппарат для титрования, называется бюретка, он устроен так, что при вытекании из него 2-3 капли, объем капли воды составляет 0.1 мл. Значит, объем одной капли равен 0.03-0.05 мл. Все знают, что формула воды «Н2O» , но это химия, между прочим очень даже занимательная наука, а ведь вода это еще и энергия, бесконечность, сила, жизнь и т.д., а это уже философия.

Вода бодрит в жаркий полдень, спасает от гибели в пустыне заплутавшего путника. Ее запасы на земле огромны, но вся эта масса воды состоит из маленьких капель, при этом ни одна из которых не похожа на другую. Да, формула каждой капли воды не меняется, она такой и остается «Н2O», но молекулы каждой капли создают свою, неповторимую структуру.

И в то же время выражение «как две капли воды» не утрачивает своей силы, так как все капли объединяет какой-то один признак, к примеру, капли морской воды, имеют разные молекулярные структуры, но концентрация ионных веществ в каждой капле составляет 0,001 г/кг. Кислородом обогащены капли родниковой, кристальной, воды, а капли талой воды, целебные свойства которой известны издревле, состоят из уникальных многомолекулярных регулярных структур.

Что содержит объем капли воды? Если провести химический анализ, мы найдем в ней более 75-ти химических элементов. О чудотворности воды слагают легенды, все помнят по сказкам «живую и мертвую воду», и это не фантастика, ведь лекарственные микстуры, настойки, содержат воду, и принимать ее рекомендуют именно по каплям. Мы придаем слишком малое значение капле, но ведь капля за каплей – камень точит, сила капли огромна.

В наше время современных технологий, к сожалению, капли стали содержать химические элементы опасные для здоровья. Задуматься только, сколько ржавчины из наших труб попадает из крана в наш стакан, а пестициды, а тяжелые металлы? Правда в последнее время эти технологии повернули на создание чистой воды, проводя фильтрацию, и это обязанность человека, нести в капле воды человечеству, здоровье, жизнь.

Жидкость в идеальном случае (состояние покоя) сферической формы. Только на короткое время, при падении, вода формируется в каплю.

Капля как единое целое

Капля может быть неточной единицей, но это общая единица измерения для жидкостей — например, для лекарств или специй,  поскольку нет других инструментов для измерения. Грубую оценку, можно предположить, что соответствует водным растворам от 15 до 20 капель на миллилитр. Как историческая единица веса, она эквивалентна  фармацевтическим каплям и равняется примерно 0,05 граммов. Вопрос, «сколько воды в капле» можно сформулировать несколько иначе.

Каков вес капли

Не думайте, что никто и никогда не измерял объём и вес капли воды. Измеряли. Число Авогадро помните — по школе? Молярная масса воды (она же, молекулярная масса — равна 18 г) 1 моль воды содержит 6,02?10 в 23 степени молекул воды. Ну, дальше простая пропорция. Нужно посчитать, сколько содержится X в 0,05 граммах. Но давайте не будем подсчитывать газы и сухие остатки, этим занимаются дотошные физики и химики.

А давайте рассуждать иначе: капли бывают, как мы выяснили, разного размера — дождевые капли от 0,25 мм до 9 мм. Фармацевтической мерой капли принято считать — 0,05 граммов, что соответствует 2-3 мм в диаметре капли воды.

Итак, сколько в капле может быть воды, зависит от размера капли, от 0,0042 г до 0,225 г

Сколько воды в одной капле

В просторечии  выражение «вода как слеза» подразумевает прозрачность и чистоту воды, но в нашей теме слезой назовем пространственную форму воды.

Форму капли вода имеет лишь непродолжительный промежуток времени, в начальный момент падения, но как только вода удаляется от начального момента, ничего близкого с формой «слезы» она уже не имеет — капля воды вновь приобретает сферическую форму.

Слезинка, как форма, часто является символом слез, крови, дождя и тому подобного. В геральдике , форма капли также используется довольно часто.

Капли дождя. Плавающие капли в аэродинамической трубе

Schwebender_tropfen.jpg

Дождь является одной из форм осадков , конденсированных из паров вод . Даже капли дождя не имеют форму «слез». Капли размером до 0,5 мм являются сферическими. Нормальные дождевые капели 2-3 мм в диаметре и весом около 0,05 г и выше с полусферическим отступом из-за сопротивления воздуха. В качестве промежуточного этапа, есть капли, которые сглажены на дне.

Крупные капли дождя с грозами (макс. 9 мм) неустойчивы, имеют форму слез из-за сопротивления воздуха. Когда радиус капли от 0,05 до 0,25 мм, это то, что называется дождь, тогда форма капли имеет стабильную сферическую форму и сила притяжения земли никак не влияет на изменение этой формы.

Каплеобразование

Когда вода начинает падать из жидкого тела, создается сужение.  Это создает нитевидное образование, в конце которого висит почти сферическая капля. Где «нить» переходит в капли, образуется сужение. Если вязкость жидкости достаточно высока (выше, чем у воды), хорошо работает и в этом сужение в длину. Чем выше вязкость, тем чаще этот процесс повторяется. В конце концов она становится неустойчивой и капля отрывается от нити. Чем длиннее нить, тем более мелкие капли образуются.

От струи воды до формирования капель

Размер капель в процессе образования распределяется случайным образом. Размер капли зависит от интенсивности дождя, от поверхностного натяжения и давление воздуха. Строго говоря, р представляет собой разницу между капиллярной кривой давления р К, действующий из внешнего статического давления р s. Капиллярного давления кривая задается

p_i = 2 гамма / г ! .

Малые капли образуются при высоком внутреннем давлении. Если капли не являются сферическими, следует учитывать два взаимно ортогональных и экстремальных радиусов R 1 и R 2 элемента интерфейса, который действует на К р и получает

p_i = Gamma (1 / г-1 + 1 / r_2) ! .

Как измерить осадки Методы измерения осадков

Орографические осадки — Тени дождя

Свойства термальных вод

ТолкованиеПеревод

Капля
> Капля из крана

Ка́пля — небольшой объём жидкости, ограниченный поверхностью вращения или близкой к ней.

Форма капли определяется действием сил поверхностного натяжения и внешних сил.

Капли образуются:

  • при стекании жидкости с края поверхности или из малых отверстий.
  • при конденсациипара: а) на твёрдой несмачиваемой поверхности; б) на центрах конденсации.
  • при распылении жидкости (смотри Аэрозоль).
  • эмульгировании.

Роса образуется при конденсации водяного пара на поверхностях, туманы и облака — при конденсации водяного пара на пылинках воздуха.

Капли росы

Форма капли определяется совокупным действием поверхностного натяжения и других внешних сил (в первую очередь силы тяжести, а при высоких скоростях — аэродинамическими силами). Микроскопические капли, для которых сила тяжести не играет определяющей роли, имеют форму шара — тела с минимальной для данного объёма поверхностью. Крупные капли в земных условиях имеют шарообразную форму только при равенстве плотностей жидкости капли и окружающей её среды.

Падающие дождевые капли под действием силы тяжести, давления встречного потока воздуха и поверхностного натяжения принимают вытянутую форму. На несмачиваемых поверхностях капли приобретают форму приплюснутого шара.

Форма и размер капли, отрывающихся от конца капиллярной трубки, зависят от диаметра трубки, поверхностного натяжения и плотности жидкости. Эта зависимость лежит в основе методов определения поверхностного натяжения жидкостей по массе капель, отрывающейся от вертикальной цилиндрической трубки, и по форме капли, висящей на конце трубки.

Форма капли является аэродинамически оптимальной.

Единица измерения объёма

Используется в качестве единицы измерения объёма для лекарственных средств в форме капель. Например, капли в нос[1]

Объём капли в среднем составляет:

  • воды или водного раствора: 0,03 — 0,05 мл
  • спирта или спиртового раствора: 0,02 мл

Фармацевтической мерой капли принято считать — 0,05 мл, то есть в 1 мл содержится 20 капель.

Физика

Рассматриваем парогазовую среду, в которой происходит фазовый переход первого рода : пар-жидкость. Здесь капля — это необратимо растущие зародыши жидкой фазы, состоящие из некоторого числа молекул , где пробегает значения от 1 до . Капельки жидкости — это макроскопические частицы новой стабильной фазы в исходной метастабильной. В случае зародыш — одиночная молекула пара, если же > 1!» border=»0″ /> зародыш — капля жидкости.

Зачастую предполагается, что изменения числа молекул зародыша новой фазы (жидкость) происходит путём поглощения или испускания одиночной молекулы пара. Капля характеризуется химическим потенциалом молекул, — химическим потенциалом молекул конденсата в макроскопической жидкой фазе (в капле) радиуса.

Примечания

  1. Капли в нос

См. также

Другие книги по запросу «Капля» >>

Ранее в разделе «Вода» и подразделе «Чистая вода» мы публиковали статью «Капля воды – как она есть». Где немножко познакомились с таким интересным феноменом, как капля воды. Однако, спустя некоторое время у читателей нашего Интереско.инфо возник вопрос: а сколько весит капля воды? И этот вопрос нас заинтересовал, мы решили разобраться в нём подробнее. Результаты чего и предлагаем вам в виде данной статьи. 

Сколько весит капля воды? Если спрашивать у учебника, то мы узнаем, что вес (объём) капли воды зависит от ряда показателей, таких, как поверхностное натяжение воды, качества поверхности, с которой скапывает вода, уровня гидрофильности этой поверхности и других показателей. Соответственно, вес капли воды будет разным в различных условиях. 

Однако, учебник, к сожалению, не предлагает ни 

  • а) ответа на этот вопрос (хотя бы в среднем), ни 
  • б) способа, как можно определить вес капли воды самостоятельно. 

okapla5.jpg

Мы немножко порылись в литературе и совершенно случайно натолкнулись на задачу № 5 из книжки Ланге «Экспериментальные физические задачи на смекалку» (которую – если что – можно скачать по ссылочке Задачник). Формулировка этой задачи и дала ответы на наши вопросы. 

Собственно, задача: в вашем распоряжении имеются наполненная водой ванна, маленькая банка с широким горлышком, несколько копеечных (советских) монет, пипетка, цветной мелок и мягкий карандаш. Как с помощью этих – и только этих – предметов найти массу одной капли воды? 

Как вы видите, мы имеем практически прямую инструкцию по определению массы воды. Для чего не нужны сверхЪестественные аналитические весы и другая научная дребедень. Нужны: 

  • ванна с водой
  • банка
  • пипетка
  • копеечные советские монеты
  • маркер. 

Может возникнуть вопрос: а при чём здесь советские копейки? Нельзя ли взять другие монеты? Можно – но тогда как вы определите массу капли? Ведь советская копейка отличается от других денег тем, что она имеет вес в 1 грамм. В других случаях придётся использовать специальные граммовые гирьки или какие-либо взвешивающие аналоги. 

Но на самом деле, если поискать на блошиных рынках, советские копейки можно найти в ассортименте. 

Ну и напоследок скажем: мы решили задачу и провели опыт. И узнали, сколько весит капля воды (естественно, в наших условиях с нашей водой и нашей пипеткой). Но о результатах не скажем 🙂 

Удачных экспериментов по определению массы капли воды! 

Если что – присылайте ответы в комментарии!

Используемые источники:

  • http://sitewater.ru/kaplya-vody-i-ee-obem.html
  • https://voda.molodostivivat.ru/fizicheskaya-geografiya/skolko-vody-v-kaple.html
  • https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/143126
  • https://interesko.info/skolko-vesit-kaplya-vody/