¿Cómo hacen los estudiantes de secundaria informes de estudios de investigación?
Informe de estudio de investigación para estudiantes de secundaria
Tema: El agua que nos rodea
Resumen: Este artículo es el resultado de las actividades prácticas integrales de cinco de nuestros compañeros. , exponiendo sobre el agua Se clasifica y compara la composición y propiedades del agua en nuestra vida, y sobre esta base se elaboran sus respectivos usos. Finalmente, se analizaron el estado de contaminación del agua y las causas de la sección de Zhenjiang de la cuenca del río Yangtze y de la cuenca del antiguo canal, y se propuso un concepto de tratamiento preliminar.
Palabras clave: agua, agua que nos rodea, clasificación, uso, contaminación del agua
El agua (H2O) es una sustancia inorgánica compuesta de hidrógeno y oxígeno a temperatura y presión normales. Es un líquido transparente incoloro e inodoro. El agua es una de las sustancias más comunes, un recurso importante para la supervivencia de toda la vida, incluidos los humanos, y el componente más importante de los organismos vivos. El agua jugó un papel importante en la evolución de la vida.
1 Propiedades del agua
1.1 Propiedades físicas El agua es un líquido transparente, incoloro e inodoro a temperatura y presión normales. A 20°C, la conductividad térmica del agua es de 0,006 J/s·6·1 cm·6·1 K, la conductividad térmica del hielo es de 0,023 J/s·6·1 cm·6·1 K y la densidad de la nieve es 0,1 × A 103 kg/m3, la conductividad térmica de la nieve es 0,00029 J/s?6?1cm?6?1K. La densidad del agua es máxima a 3,98 ℃, que es 1 × 103 kg/m3. Cuando la temperatura es superior a 3,98 ℃, la densidad del agua disminuye con el aumento de la temperatura. A 0 ~ 3,98 ℃, el agua no obedece la ley. de expansión y contracción térmica, la densidad aumenta al aumentar la temperatura. Cuando el agua está a 0°C, la densidad es 0,99987×103 kg/m3. Cuando el hielo está a 0°C, la densidad es 0,9167×103 kg/m3. El agua es un buen disolvente y la mayoría de los compuestos inorgánicos y una pequeña cantidad de compuestos orgánicos son solubles en agua.
1.2 Propiedades químicas
1.2.1 Estabilidad térmica del agua. La estabilidad térmica del agua es muy fuerte. Cuando el vapor de agua se calienta por encima de 2000 K, solo una cantidad muy pequeña se descompondrá en hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el agua se descompondrá en hidrógeno y oxígeno bajo la condición de electricidad.
2H2O 2H2 ↑ O2 ↑
1.2.2 El agua reacciona con el metal. Muchos metales activos pueden reaccionar con el agua, como el sodio, el potasio, el hierro, etc.
2Na 2H2O = H2 ↑ 2NaOH
3Fe 4H2O Fe3O4 4H2
1.2.3 El agua reacciona con los no metales. Una pequeña cantidad de no metales pueden reaccionar con el agua, como el flúor, el cloro, el carbono, etc.
Cl2 H2O HCl HClO
1.2.4 El agua y algunos óxidos metálicos y no metálicos pueden reaccionar con el agua. Como óxido de sodio, óxido de calcio, dióxido de carbono, dióxido de azufre, etc.
Na2O H2O = 2NaOH
SO2 H2O H2SO3
1.2.5 Reaccionar con otras sustancias.
NH3 H2O NH3.H2O
CaC2 H2O → Ca(OH)2 C2H2 ↑
2 Clasificación del agua y sus aplicaciones
2.1 Agua ordinaria, agua pesada, agua súper pesada
Hay tres nucleidos en el elemento hidrógeno, a saber, hidrógeno ordinario (un protón en el núcleo, también llamado protio), hidrógeno pesado (un protón en el núcleo, 1 Los neutrones (también llamados deuterio) y el hidrógeno superpesado (un protón y dos neutrones en el núcleo, también llamado tritio) se combinan con el oxígeno para formar agua ordinaria, agua pesada y agua superpesada, respectivamente. La fórmula molecular del agua corriente es H2O. El agua pesada también se llama óxido de deuterio o agua deuterada y su fórmula molecular es D2O. El agua pesada es un líquido incoloro, inodoro e insípido, pero algunas de sus propiedades físicas son ligeramente diferentes a las del agua corriente. Por ejemplo, la densidad del agua pesada es 1,1044 g/cm3 (25 ℃), mientras que la del agua corriente es 0,99701 g/cm3 (25 ℃). De ahí el nombre del agua pesada. El punto de fusión del agua pesada es 3,81°C y el punto de ebullición es 101,42°C. Las sales son menos solubles en agua pesada que en agua corriente.
Por ejemplo, a 25°C, 100 g de agua corriente pueden disolver 35,92 g de NaCl, mientras que 100 g de agua pesada sólo pueden disolver 30,56 g de NaCl. Muchas sustancias reaccionan con agua pesada más lentamente que con agua corriente. El agua pesada tiene efectos adversos sobre los seres vivos. Las semillas de las plantas no pueden germinar cuando se sumergen en agua pesada y los peces morirán rápidamente en agua pesada. Generalmente, el agua corriente contiene aproximadamente un 0,015% de agua pesada. Al electrolizar agua, dado que el hidrógeno ordinario (H2) se libera seis veces más rápido que el hidrógeno pesado (D2), el agua pesada se enriquece en el líquido residual del agua electrolizada. Los métodos actuales para producir agua pesada incluyen la electrólisis, la destilación y el intercambio químico. El uso principal del agua pesada es como moderador (también llamado moderador) y refrigerante en reactores. El deuterio producido cuando se descompone el agua pesada es un importante combustible termonuclear. En química y biología, el agua pesada se utiliza como sustancia trazadora para estudiar mecanismos de reacción, etc. La fórmula molecular química del agua superpesada es T2O. Cada molécula de agua pesada está compuesta por dos átomos de tritio y un átomo de oxígeno. El agua superpesada es extremadamente rara en el agua natural, con una proporción inferior a una parte por mil millones. El coste de producción del agua superpesada es decenas de miles de veces mayor que el del agua pesada.
2.2 El agua en la vida diaria
2.2.1 Agua del grifo El agua natural es agua después de la filtración, precipitación y desinfección. El componente principal es el agua, seguida de algunos iones como el Ca2,. Mg2 y Cl-etc. Aunque el agua del grifo ha sido tratada, todavía quedan trazas de bacterias como E. coli y algunos otros solutos, por lo que el agua del grifo no se puede beber directamente. La densidad del agua del grifo es mayor que la del agua pura y no tiene un punto de ebullición fijo. El agua del grifo se puede beber después de calentarla y hervirla, y se puede utilizar directamente como agua industrial.
2.2.2 Agua mineral El agua mineral es agua mineral subterránea no contaminada que brota naturalmente de las profundidades del subsuelo o está expuesta artificialmente. El agua mineral contiene una variedad de minerales y oligoelementos que son beneficiosos para el cuerpo humano, como litio, estroncio, selenio, zinc, bromo, molibdeno, etc. Tiene fuertes funciones fisiológicas y ciertos efectos para el cuidado de la salud del cuerpo humano. En circunstancias normales, la composición química, el caudal, la temperatura del agua y otras dinámicas del agua mineral son relativamente estables dentro del rango de fluctuación natural.
2.2.3 Agua purificada El agua purificada se produce a partir de ríos, lagos, agua del grifo, etc. mediante destilación, electrodiálisis, intercambio iónico, ósmosis inversa y otros procesos de tratamiento. Significa lograr esterilidad y pureza a través de complejos y profundos procedimientos de purificación. El agua purificada elimina al máximo varios elementos del agua, dejando solo moléculas de agua. Además de eliminar sustancias nocivas, también elimina sustancias beneficiosas. Por lo tanto, el agua pura no se puede beber durante mucho tiempo y se debe beber con agua mineral. >
2.2.4 Agua magnetizada El agua magnetizada es un tipo de agua que se obtiene magnetizando agua con imanes superconductores de alta tecnología para cambiar la estructura de las moléculas de agua. Después de magnetizar el agua, sus propiedades físicas y químicas han sufrido grandes cambios, que se manifiestan principalmente como aumento de la conductividad, aumento del valor del PH, disminución de la densidad, volatilidad acelerada, aumento del oxígeno disuelto (OD) y aumento de la solubilidad de las sustancias insolubles en ella, etc. Bajo la mayoría de los campos magnéticos, la tensión superficial del agua magnetizada aumenta y el punto de ebullición disminuye; bajo muy pocos campos magnéticos, la tensión superficial disminuye y el punto de ebullición aumenta. El punto de congelación del agua magnetizada no cambia mucho. Debido a que el agua magnetizada tiene una estructura y propiedades diferentes a las del agua ordinaria, tiene muchos usos en la producción y la vida. En términos médicos, tiene ciertos efectos estimulantes y curativos sobre enfermedades humanas como la hipertensión, la diabetes, la sangre espesa y los cálculos renales. Beber agua magnetizada también tiene cierto efecto en la eliminación de la fatiga por ejercicio. El agua magnetizada se utiliza en la industria para inhibir las incrustaciones y las incrustaciones, eliminar el polvo y mejorar la resistencia del hormigón. En agricultura, el uso de agua magnetizada para regar cultivos puede activar varias enzimas biológicas, mejorar la actividad biológica de las enzimas, promover la formación de clorofila y mejorar la fotosíntesis, promoviendo así el crecimiento y desarrollo de los cultivos y mejorando el rendimiento y la calidad de los cultivos. El uso de agua magnetizada para criar peces puede mejorar el crecimiento, las enfermedades y la resistencia al frío de los peces.
2.2.5 Superagua: Calentar y evaporar agua corriente en vapor de agua en un recipiente cerrado, y condensar el vapor de agua en un tubo capilar de cuarzo (diámetro interior del orden de nm). Esta forma se llama súper agua. Algunas personas la llaman no científicamente nanoagua. La estructura de asociación de superagua obtenida después del tratamiento ha cambiado mucho, formando un polímero con una estructura de anillo hexagonal en forma de cadena, y su diámetro de partícula alcanza el orden de nm.
Debido a la particularidad de la estructura del agua ordinaria, tiene algunas propiedades que son diferentes del agua ordinaria: ① Su densidad es 1,4 veces la densidad del agua ordinaria (ρsuper = 1,4ρpu ② Su coeficiente de viscosidad es el coeficiente de viscosidad del agua ordinaria 15); veces (eta super = 15 eta Pu), baja volatilidad; ③ El punto de congelación del super agua es -100 ° C y aún mantiene sus características a 700 ° C. Se convierte en agua corriente cuando se calienta a 900~1000℃, y sus características no cambiarán independientemente del calentamiento, enfriamiento o almacenamiento a largo plazo a -100~700℃. La superagua tiene una alta actividad y puede entrar más fácilmente entre las moléculas de otras sustancias. Algunas sustancias que son incompatibles con el agua ordinaria, como el fueloil, pueden ser bien miscibles con la superagua. interacción entre moléculas y hace que la estructura molecular se afloje. El fueloil que contiene súper agua se formula según una cierta proporción. Tiene un punto de ignición bajo y una combustión completa. Por un lado, puede mejorar la tasa de combustión y la eficiencia mecánica. Tiene enormes beneficios económicos y buenos beneficios sociales. El uso de superagua como solvente puede producir una solución que permanece líquida a bajas temperaturas. También puede producir una solución antivolátil y antipenetración debido a su baja volatilidad y su gran coeficiente de viscosidad, que es de gran utilidad en la industria.
2.2.6 El agua recuperada se refiere al agua de drenaje diversa de alta calidad (excluidas las heces y el drenaje de la cocina), el agua de drenaje diversa (excluidas las aguas residuales fecales) y las aguas residuales domésticas (residuos) utilizadas por las personas en la vida y la producción. El agua, después del tratamiento de recolección y regeneración, alcanza ciertos estándares de calidad del agua y puede ser reutilizada dentro de un rango determinado como agua miscelánea no potable. Su calidad de agua se encuentra entre la del agua corriente arriba (agua limpia) y la del agua residual (aguas residuales). Hay muchas explicaciones para el "agua recuperada". En términos de ingeniería de aguas residuales, se la llama "agua recuperada". En términos de fábrica, se la llama "agua recirculada" o "agua reciclada". ". Generalmente se utiliza como criterio la calidad del agua. Marca distintiva. La calidad de las aguas grises obtenidas luego del tratamiento debe cumplir con las siguientes condiciones: (1) Cumplir con los requisitos higiénicos: sus indicadores incluyen principalmente el número de coliformes, número total de bacterias, cloro residual, sólidos en suspensión, DQO, DBO5, etc. (2; ) Cumplir con los requisitos visuales de las personas, sin sensación desagradable, los indicadores de medición incluyen turbidez, color, olor, etc. (3) Cumplir con los requisitos de la estructura del equipo, es decir, la calidad del agua no causará fácilmente corrosión e incrustaciones graves en el equipo; y tuberías, los indicadores de medición incluyen valor de PH, dureza, residuos de evaporación, sustancias solubles, etc. El efluente tratado se utiliza generalmente para la descarga de inodoros, la fumigación de carreteras, la jardinería, el lavado de automóviles y como agua suplementaria para el agua de refrigeración.
2.3 Agua dura y agua blanda
2.3.1 El agua blanda contiene menos iones calcio e iones magnesio o no contiene iones calcio e iones magnesio Generalmente, agua con una dureza inferior a 8. grados es agua blanda.
2.3.2 Agua dura: Agua que contiene más iones de calcio e iones de magnesio Generalmente, el agua con una dureza superior a 8 grados es agua dura. El agua dura afectará la eficacia de los detergentes y calentarla provocará más incrustaciones. En la industria, el agua dura generalmente se ablanda antes de su uso.
2.4 Agua dulce y agua salada
2.4.1 Agua dulce El agua que contiene menos sal o nada de sal se utiliza generalmente como agua doméstica o industrial.
2.4.2 Agua salada El agua que contiene más sal, como el agua de los lagos salados del norte, algunas aguas subterráneas y el agua de mar son agua salada.