Крещенская вода. Работа ученицы выполненная в рамка НПК-2020

МАОУ «Многопрофильный лицей имени 202-ой воздушно-десантной бригады»»

«Изучение электропроводности

крещенской воды»

Выполнила: ученица 11 А класса

Пейко Дарья

Руководитель: учитель физики

Гориванова Татьяна Владимировна

Хабаровск, 2020

Введение

Тема моей работы – изучение электропроводности воды. Электропроводность – это способность воды проводить электрический ток. Ее можно измерить и выразить в численном эквиваленте. Электрическая проводимость зависимость от количества солей и температуры воды, по этой зависимости мы можем судить о минерализации воды с некоторой долей погрешности. Природная  вода представляет собой смесь сильных и слабых электролитов. Наличие ионов в воде объясняет ее электропроводность. Соли воды представляют собой, преимущественно, ионами (NA), (K), (CA), (CL), сульфата (SO), гидрокарбоната (HCO), наличие других ионов, в незначительном количестве, не имеет столь сильного влияния на электропроводность воды.

Прежде, чем начать самостоятельные исследования, я решила обратиться к чужим научным работам. Меня заинтересовал отчет Минздрава РФ научного клинико-экспериментального центра традиционных методов диагностики и лечения, в нем рассказывалось об эксперименте, изучающем влияние излучения монитора на электропроводность воды. Смысл данного эксперимента заключался в том, что в две отдельные кюветы  заливалось одинаковое количество дистиллированной воды, к каждой камере подключались измерительные приборы. На короткий срок включался источник питания. Регистрировалось «нулевое» показание, которое записывалось  в качестве исходного. Затем из камер измерения выливали «подопытную» воду, заливали новую порцию, причем ее количество и температура равна прежней. Установка находилась в рабочем состоянии тогда, когда  при повторной заливке исходные показания измерительных приборов не отличались от предыдущих, при включенном источнике питания, в течение всего эксперимента.

После этого одну из кювет убирали, а вторую подвергали воздействию монитора, затем исследовали первую и вторую емкости. Опыт считался состоявшимся, если замеры контрольного «нуля» совпадали с исходными, или отличались на несколько пунктов, допустимых погрешностью, тогда данный опыт можно было считать успешным.

Я  заинтересовалась данным исследованием, и первой целью моего исследования, была проверка эффективности работы защитных экранов на телевизоре и компьютере.
Еще один интересный факт, который я нашла о электропроводности, был о влиянии солнечной активности на электропроводность воды, проводимый Московским техническим авиационным институтом. Данный эксперимент проводился с 1999-2001г.г. в дневное время суток, в основном с 11 до 13 часов. 
Для сравнения свойств воды (при изменении условий, параметров окружающей среды, а также состава воды) использовался параметр γ, Т – проводимость и температура воды, а - относительный температурный коэффициент проводимости (ОТКП).

Использование указанного параметра исключает влияние дрейфа проводимости и обладает значительно большей чувствительностью по сравнению с измерениями абсолютного значения проводимости.
Проведенные эксперименты свидетельствуют о наличии связи между состоянием солнечной активности и состоянием воды на земле. К сожалению, данный опыт является очень чувствительным и продолжительным по времени, вследствие чего я не решилась его повторить, но вторым моим исследованием стало изучение поведения воды в крещенскую ночь. 
Третьим фактом, обнаруженным мной, в литературе было изучение влияния кремния на проводимость воды. Минский  инженер А. Малярчиков, гуляя вдоль железной дороги, обратил внимание на яркие, только что вымытые  дождем камни. Он собрал их в мешочек и дома бросил в банку с водой, чтобы отмыть от грязи.  А потом о них забыл. И только через десять дней опять вспомнил о своей находке. По идее, вода, находящаяся в банке, должна была испортиться. Каково же было удивление  инженера, когда он увидел, что вода стала чище и прозрачней,  чем водопроводная, а на вкус не хуже родниковой.
Он догадался: ей не дали испортиться найденные камни. Но какие именно? С помощью некоторых исследований, проведенных Малярчиковым, было выяснено, что воде не дал испортиться,  и очистил ее кремень.

После этого проводилось множество исследований, которые подтвердили, что в системе «кремень – водные растворы неорганических солей» происходит интенсивное соединений ряда металлов: алюминия, железа, кадмия, цезия, цинка, свинца, стронция». Данный факт говорит о том, что под влиянием кремня электропроводность воды изменяется.  Кстати говоря, активность кремния проявляется не сразу, а только на пятый-шестой день после взаимодействия  водой.

Следующая  цель моей работы -  это изучение влияния минералов на электропроводимость воды.

Постановка эксперимента
Данная работа проводилась в течение двух лет. Первые измерения проводились по ночам с 18.01 по 29.01 2012 года, а повторные с 18.01 по 20.01.2013 г.

Итак, для проведения наших экспериментов нам  понадобиться: миллиамперметр и микроамперметр, батарейки напряжением в 4,5 и 1,5 вольт, электроды (медные), вольтметр. Также мной были взяты несколько одинаковых пластмассовых стаканчиков с крышками, в которые каждый раз с помощью измерительного стакана наливалась вода массой  125 (2012 год), 200 граммов (2013 год). Еще одним важным условием для проведения данного опыта являлась постоянная температура воды, которая измерялась термометром. Вода использовалась из различных источников.

Для измерения электропроводности мне понадобилось несколько формул: 

R = U/I,  γ = I/R,
таким образом, электропроводность прямо пропорциональна силе тока.  Поэтому электропроводность можно условно оценить как силу тока с помощью амперметра.
В  2012 году, в крещенскую ночь (была сильная магнитная буря) я изучала  различные виды воды, их масса равнялась 125 граммам, а температура = 22 ⁰С. Вода  находилась в одинаковых стаканах с крышками. Цепь состояла из  миллиамперметра, батарейки напряжением в 4,5 вольта и  двух электродов, к источнику питания был подсоединен вольтметр для измерения напряжения с целью отслеживания постоянного напряжения (по необходимости замене его на другой).

В 2013 году в  крещенскую ночь магнитной бури не было, по сведениям гидрометеоцентра магнитное поле было спокойным. Использовались  различные виды воды, массой 200 граммам и  температурой равную 21 ⁰С, находящихся в одинаковых стаканах с крышками. Цепь состояла из миллиамперметра, батарейки напряжением в 4,5 и 1,5 вольта, двух электродов и источника питания. К  источнику питания был подсоединен вольтметр для измерения напряжения на источнике  питания.

Полученные результаты можно увидеть в таблицах и графиках.

Изменение электропроводности воды за период с 18.01. 22 часов до 19.01. 7.00 часов

По данным таблицам хорошо видно, что почти вся вода,   которая находилась под наблюдением в течение ночей, изменила свою электропроводность. Исследуя закономерность, с которой изменялась электропроводность воды видно, что она у всех вод   уменьшилась на 25%. Также я обнаружила, что в половину первой ночи у нескольких вод наблюдался некий скачок электропроводности вверх, который впоследствии исчез. Кроме кремниевой воды также были измерены: вода с гранатом, вода с янтарем, вода с гематитом, но полученные результаты совпали с результатами кремневой воды, вот почему в таблицу и график было введено только это значение.

Влияние излучений экранов на электропроводность дистиллированной воды
Второй эксперимент был направлен на изучение излучений телевизора и компьютера на электропроводность воды. Данный опыт достаточно чувствительный, поэтому я использовала для измерения силы тока микроамперметр. Обыкновенная водопроводная вода для этого эксперимента не подходит. Поэтому я взяла дистиллированную воду, электропроводность которой должна была бы равняться нулю, но при измерениях на источнике питания 4,5В показания  микроамперметра зашкаливали. Вот почему, я заменила источник питания на элемент напряжением 1В. Я получила следующие результаты: за полчаса, во время которых проходил опыт электропроводность воды, находящейся под влиянием излучений телевизора, повысилась на 15 микроампер, а электропроводность воды, находящейся под влиянием монитора, не изменилась совсем. Объяснением данного факта является наличие у современного компьютера хорошего защитного  экрана. 

Заключение
В данной работе мной были рассмотрены различные аспекты, которые могут влиять на электропроводность воды: минералы, температура,  излучение. Но основной акцент был сделан на рассмотрение изменения электропроводности воды в крещенскую ночь. Но если в 2020 году на результаты измерений могла повлиять магнитная буря, то в 2021 г. магнитное поле нашей планеты было спокойным (по сведениям гидрометеоцентра), а результаты, проведенных опытов показали, что в крещенскую ночь воды различных источников действительно меняют свою электропроводность.