Cıvanın alüminyum üzerindeki etkisi. Fizik testi "Arşimed kuvveti ve cisimlerin yüzme koşulları" (7. sınıf) Alüminyum 1 sıvı cıvaya yerleştirildi

Ölçeküç versiyonda derlenmiştir. Cevaplar ektedir. Çalışmayı tamamlarken öğrencilere bir yoğunluk tablosu verilmesi gerekir. Testi derlerken, "Öğrencilerin Fizik Bilgisinin Test Edilmesi" kitabındaki görevler kullanıldı. Düzenleyen: V,G, Razumovsky ve R.F. Krivoshapova.

Belge içeriğini görüntüle
“Fizikte “Arşimet kuvveti ve yüzen cisimlerin koşulları” konusunu kontrol edin (7. sınıf)”

7. sınıf öğrencilerine fizik testi

Arşimet kuvveti ve cisimlerin yüzme durumları

BENseçenek

1. Su içerisinde bulunan 0,5 m 3 hacmindeki bir taşa etki eden kaldırma kuvvetini belirleyiniz.

2. Hacmi 0,7 m 3 olan bir çelik rayı suda tutmak için hangi kuvvet uygulanmalıdır?

3. Birbiriyle karışmayan üç sıvı bir kaba dökülür: su, alkol, cıva. Hangi sırayla düzenlenmiştir? Cevabınızı gerekçelendirin.

IIseçenek

1. Hacmi 10 dm2 olan bir granit parçası suya batırılıyor. Suda tutmak için ne kadar kuvvet uygulanmalıdır?

2. Dikdörtgen paralel boru şeklindeki bir blok benzine batırıldı. Boyutları 4x5x10 cm'dir.Bloğa etki eden kaldırma kuvvetini belirleyiniz.

3. Aynı hacimdeki alüminyum 1, çelik 2 ve platin 3 topları sıvı cıva içerisine yerleştirildi. Toplar sıvı içinde kendilerini nasıl düzenleyecekler?

IIIseçenek

1. Hacmi 80 cm3 olan bir tahta blok, yarısı içine batırılmış halde gazyağı yüzeyinde yüzmektedir. Arşimet kuvveti ona etki ediyor mu?

2. Dinamometre yayına tutturulmuş bir granit taş suya batırılıyor. Parke taşının hacmi 0,004 m3'tür. Dinamometre hangi kuvveti gösterir?

3. Hangi suda yüzmek daha kolaydır: deniz mi nehir mi? Neden?

Merkür bir zamanlar tüm hastalıklara karşı her derde deva ve ölümsüzlük iksiri olarak görülüyordu, ama aynı zamanda "eski şapkacı hastalığının" da nedeniydi. Merkür, Korkunç İvan'ı öldürdü ve uçakları sonsuza kadar hizmet dışı bıraktı.

O kadar ağır ki kaldıramıyorum

Cıva, yüksek özgül ağırlığa ve yüksek yoğunluğa sahip bir maddedir. Cıva dolu 10 litrelik bir kovayı bile kaldırmaya çalışırsanız başaramazsınız. Cıvanın ağırlığı ilk kez 1627'de Robert Boyle tarafından ölçüldü, ancak rakamları hala doğrudur: 1 litre cıva yaklaşık 13,6 kilograma karşılık gelir, aynı sayıya göre cıvanın yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha yüksektir. Vücudumuz da cıva ile "yüklenmiştir", ancak miktarı ihmal edilebilir düzeydedir - 13 miligram.

Maskot

Sadece birkaç yüzyıl önce insanlar, saflaştırılmış cıvanın katı hale getirilmesi durumunda altına dönüşebileceğine inanıyordu. Ama onlar daha da çok güvendiler büyülü özellikler bu maddeden. Örneğin, Eski Mısır rahipleri, ahşap veya granit bir kaba birkaç gram cıva koyup firavunun mumyasının boğazına yerleştirdiler - bunun ölümden sonra hükümdarlarını koruyacağına inanıyorlardı. Sıradan Mısırlılar da bir şişeyi muska olarak taşıyarak cıvanın yardımına güvendiler. Birçoğu cıvanın iyi şans getirdiğine inanıyordu ve hala da inanıyor, bu nedenle cıva tılsımları bu günlerde nadir değildir. At yarışı tutkunları tarafından kullanılmaktadır. kart oyunları. Cıvanın toksik özelliklerinin sağlığı olumsuz etkilememesini sağlamak için madde, hindistan cevizinden yapılmış bir deliğe yerleştirilir ve balmumu ile kapatılır. Ve modern sihirbazlar arasında cıvanın mühürlendiği cam halkaları görebilirsiniz.

İlaç

Yüksek toksisitesi nedeniyle cıva, yaklaşık 2 gram bu metali içeren bir termometre dışında, tıbbi preparatlarda artık pratikte kullanılmamaktadır. Cıva ayrıca aşılar için koruyucu görevi de görebilir. Ancak 1970'li yıllarda cıva tıpta rahatlıkla kullanılıyordu. Örneğin, cıva iyonları içeren mercusal, güçlü bir idrar söktürücü görevi görüyordu, cıva klorür müshil olarak kullanılıyordu ve cıva siyanür antiseptiklerin ve merhemlerin bir parçasıydı. Cıvadan oluşan gümüş amalgam son zamanlarda diş hekimliğinde dolgu malzemesi olarak kullanılmaya başlandı. Gezgin Francois Bernier (1620-1688) Hindistan ziyareti sırasında yerel yogilerin şaşırtıcı derecede uzun (200 yıla kadar) yaşadıklarını kaydetti. Bernier, yogilerin cıva ve kükürt içeren bir içecek içtiğini yazdı. Yogiler bu ilacın günde birkaç damlasının vücudun iyi durumda kalmasına yardımcı olduğunu ancak en önemlisi uzun ömürlülüğe katkıda bulunduğunu doğruladı. Antik çağda Çinlilerin cıva bazlı “ölümsüzlük hapları” yaptıkları da biliniyor.

Tedavi mağduru

Bilim adamları, Korkunç İvan'ın cesedini mezardan çıkarırken, kralın vücudundaki cıva içeriğinin izin verilen standartlardan 5 kat daha yüksek olduğunu belirlediler. Rusya'da cıvanın 15.-16. yüzyıllarda frengiyi tedavi etmek için kullanıldığı biliniyor. Bazı araştırmacılar, bu tehlikeli hastalıktan muzdarip olan Korkunç İvan'ın "sıvı gümüş" ile tedavi edildiğini ileri sürdü. N.M. Karamzin, çarın "o kadar değiştiğini, onu tanımanın imkansız olduğunu: yüzünde kasvetli bir vahşet tasvir edildi, tüm özellikleri bozuldu, bakışları soldu, kafasında ve sakalında neredeyse tek bir saç kalmadı" diye yazdı. Ani saç dökülmesi bunlardan biridir. bariz işaretler cıva zehirlenmesinin yanı sıra krala eziyet eden epileptik nöbetler. Modern uzmanlara göre, Korkunç İvan'ın ölüm nedeni cıva zehirlenmesidir.

"Cıva" balığı

Deniz suyunda civanın bulunduğu bilinmektedir. Son zamanlarda küçük balıkların bu maddeyi biriktirebildiği keşfedildi. Aynı zamanda, yırtıcı hayvanlar (hem balıklar hem de küçük balıkları avlayan kuşlar) vücutlarında daha yüksek konsantrasyonlarda cıva tutabilirler. Örneğin, ringa balığı 0,01 ppm cıva içeriyorsa, köpekbalığının göstergesi 1 ppm'den fazladır. Balıklardaki cıva içeriğini inceleyen Amerikalı bilim insanları, her balıkta bu maddeyi buldu! Aynı zamanda balıkların %25'inde izin verilen seviyenin üzerinde cıva seviyesi bulunmaktadır. Ton balığı ve ıstakoz risk altındadır. Çevreciler balık ve diğer deniz ürünlerini yemenin tehlikeleri konusunda uyarıda bulunarak alarmı çalmaya başladı bile; ancak balıkçılık şirketleri bariz nedenlerden dolayı buna "korku hikayeleri" diyor.

Zehirli ama her zaman tehlikeli değil

Biyoçeşitlilik Enstitüsü'nden David Evers, "Cıva üzerinde ne kadar çok çalışırsak o kadar zehirli hale gelir" diyor. "Eser miktardaki cıvanın yarattığı tehdit önceden düşünülenden daha büyük." Aslında insanlar daha önceleri cıvanın toksik özelliklerini açıkça hafife alıyordu. Örneğin şapkaların yapıldığı keçenin bir parçasıydı. Şapka takanlar vücutlarında toksik maddeler biriktirerek sağlıklarını giderek tehlikeye atıyorlar. Şapka üretimi sırasında daha da fazlası zehirlendi; “eski şapkacı hastalığı” ifadesi bunu açıkça gösteriyor. Günümüzde cıva zehirlenmesinden en çok etkilenen kişiler, balıkçılıkla geçinen ve aktif olarak balık yiyen kişilerdir (bilindiği gibi ısıl işlem, yiyeceklerden cıvayı uzaklaştırmaz). Bu tür insanların büyük bir kısmı Kanada, Brezilya, Kolombiya ve Çin'de yaşıyor. İstatistiklere göre, tehlikeli bir bölgede yaşayan ortalama her bin çocuktan 8'inde, zayıf hafıza ve zeka geriliğiyle kendini gösteren kronik bozukluklar görülüyor. Ancak bazı uzmanlara göre cıva buharı zehirlenmesi tehlikesi büyük ölçüde abartılıyor, çünkü cıva buharının yoğunluk sınırı havanınkinden çok daha düşük ve bu nedenle tehlikeli göstergelerdeki konsantrasyonları yalnızca bu maddenin büyük bir kısmı ile mümkün. Sıvı cıva o kadar tehlikeli değil. Termometredeki metal cıva toplarını yutarsanız, bunlar zarar vermeden tüm bağırsağı geçerler. Bu, gastrointestinal sistemin absorbe edemediği cıvanın kıvamıyla açıklanmaktadır.

Taşımak yasaktır!

İlginçtir ki, cıvanın uçaklarda taşınması yasaktır, ancak bu, yolcuların ve mürettebatın bundan zehirlenebileceği anlamına gelmez. Cıva alüminyum alaşımlarına bulaştığında, alüminyum oksidin yüzey filmini yok eder, bu olmadan metal kırılgan hale gelir ve havada hızla parçalanır. Bu sorun 1970'lerde havacılıkla ilgiliydi. Sızıntı olan uçaklar büyük miktar cıva artık sömürüye maruz kalmıyordu. Hasarın derecesine bağlı olarak ya büyük onarımlara gönderildiler ya da tamamen iptal edildiler.

Hiçbir koşulda cıva ile uğraşmamanızın birçok nedeni vardır. Zehirli olması ve kişide duygusal ve zihinsel bozukluklara yol açabilmesinin yanı sıra, uçağın alüminyum yapısının tahrip olmasına ve uçağın düşmesine de neden olabilir! Bu nasıl olabilir?

Alüminyum oksit ve demir pası

Alüminyum bugünlerde bira kutularından uçaklara kadar her yerde kullanılıyor. Mesele şu ki, alüminyum birçok durumda diğer malzemeler arasında iyi bir seçimdir. Hafiftir, dayanıklıdır ve sertliği yalnızca elmasla karşılaştırılabilecek bir kaplamaya sahiptir. Demir - veya daha doğrusu çelik - büyük bir güce sahiptir ve örneğin inşaatta henüz değiştirilemez. Ancak bu demir çeliği her gün denizde uçmaya zorlarsanız çabuk paslanır. Demir paslandığında oksijenle birleşir. Bu durumda demir, demirin yüzeyinden kolayca soyulan, hafif, kırmızı pullara dönüşür. Demirden farklı olarak alüminyum, oksijenle reaksiyona girerek çizilmesi çok zor, inanılmaz derecede sert bir madde olan alüminyum oksit oluşturur.

Demir ve alüminyumun oksijenle etkileşime girdiğinde davranışındaki keskin fark, yalnızca "kimyanın büyücülük olduğu" fikrini doğruluyor. Alüminyum oksit, pasın demirden yaptığı gibi alüminyumu pul pul dökmez. Bunun yerine alüminyum oksit filmi kalan alüminyumu yalıtır ve daha fazla paslanmayı önler. Havada ve çoğu zaman denizler ve okyanuslar üzerinde uçan bir alüminyum yapı için gerekli olan şey budur.

Cıva ve taze alüminyum

Cıva, alüminyumun tüm bu güzel mükemmelliğini bozuyor. Veya en azından alüminyum bir parçaya yeni bir çizikle çarptığında kırılabilir. Böyle bir durumda cıva aktif olarak alüminyumla birleşerek onu alüminyum yapıdan koparır. Elbette alüminyum ve cıva amalgamı havaya maruz kaldığında alüminyum hemen oksijenle birleşerek aynı ultra güçlü alüminyum oksidi oluşturur. Sadece tüm bunlar yanlış yerde, sıvı cıvadan yükselen tüyler ve sütunlar şeklinde gerçekleşiyor.

Alüminyum oksidin ilk çizikten bu şekilde salınması, cıvanın tamamı havaya buharlaşana kadar cıvanın alüminyumu geçmesine izin verir. Bu nedenle az miktardaki cıva bile büyük hasara neden olabilir.

Cıva alüminyumu nasıl yer?

Aslında değil! Cıvanın yaptığı şey alüminyumun koruyucu oksit tabakasına nüfuz ederek alüminyumun çok yüksek oranda oksitlenmesini sağlamaktır. Cıva, alüminyum yüzeyinin hava ile sürekli temas halinde olmasını sağlar ve sürekli alüminyum oksit oluşum sürecini sağlar. Görünüşe göre cıva aslında alüminyumu yiyor.

Tabii ki, normal koşullar altında bu gerçekleşmez, çünkü alüminyumun açıkta kalan yüzeyinde anında bir alüminyum oksit filmi oluşur ve bu, alüminyumu daha fazla oksidasyondan korur. Cıva, bir oksit filminin oluşumunu engeller ve gösterilen alüminyumun cıva tarafından yenildiği bu ürpertici tabloyu verir.

Reaksiyon mekanizması

Alüminyumun cıva ile reaksiyonunun mekanizması çok karmaşıktır. Cıva filmi, alüminyum, nem ve havadaki oksijen arasında kendiliğinden bir reaksiyon meydana gelir (şekil). Cıva alüminyumda çözünmezken, alüminyum cıvada çok az çözünür (oda sıcaklığında %0,002). Cıva alüminyum yüzeyini ıslattığında yüzeyi aktif durumda tutar, böylece üzerinde oksit tabakası oluşmaz. Alüminyum cıvada çözünür ve havayla temas ettiğinde oksitlenir.

Bu reaksiyon sırasında cıva tüketimi yoktur, dolayısıyla bir kez başladığında prensip olarak asla durmaz.

Şekil - Cıvanın alüminyum üzerindeki etkisi

Alüminyum ve cıva arasındaki etkileşimin kimyası

Alüminyum üzerinde oksit tabakası yoksa, cıva onunla bir amalgam oluşturur - alüminyumun cıva ile alaşımı. Yüzeyinde amalgam bulunan taze alüminyum, havadaki nemle şiddetli reaksiyona girer; özellikle nemin yüksek olduğu günlerde çok aktif bir şekilde reaksiyona girer:

Al(s) + 3H 2 O(l) => Al(OH 3) (s) + 3 / 2 H 2 (g)
H= -418 kJ/mol.