Электрические свойства снега и льда
Великий русский ученый М.В. Ломоносов первым оценил особые электрические свойства льда. В результате опытов по электризации льда он установил, что из него «выскакивает огонь с треском, буде он (лед) не имеет в себе воздушных пузырьков и по бокам не мокр. Им можно зажечь нефть». Способность льда при натирании наэлектризовываться некоторые ученые XVIII века пытались использовать (не совсем удачно) для изготовления электростатических машин трения. Известный русский физик В.В. Петров первый ставил опыты по изучению электропроводности льда.
При продувании надо льдом воздуха, очищенного от пыли и других взвешенных примесей, лед не электризуется. Если же направить на плоскую поверхность льда капельно-паровой поток, то в результате столкновения капелек воды со льдом происходит обмен зарядом и возникает положительная электризация льда и отрицательная воды. Однако, если лед покрывается пленкой воды, электризация прекращается.
При продувании надо льдом воздуха, содержащего капельки тумана нашатырного спирта, каждый литр воздуха приобретает заряд около 2·10-11 кулона. В особо плотных аммиачных туманах этот заряд может увеличиться вдвое. Лед в этих условиях получает такой же по величине заряд, но противоположный по знаку. Положительная электризация льда наблюдается и при продувании надо льдом печной сажи.
Продавливание воды через специально устроенные в образцах льда капилляры приводит к положительной электризации у льда и отрицательной у воды. Как правило, при трении о другие тела (стекло, сталь, медь) лед приобретает положительный заряд, а эти тела — отрицательный.
Но бывают и исключения. Так, при продувании сухого снега через сильно оксидированную железную решетку, у которой выход электронов за ее пределы, благодаря оксидированию поверхности облегчен, снег заряжается отрицательно.
При плавлении льда заряд находящегося над ним воздуха возрастает за счет выделения электрических зарядов из пузырьков воздуха, захваченного льдом ранее (при замерзании). Присутствие во льду примесей щелочей уменьшает и при достаточных концентрациях полностью ликвидирует дополнительную электризацию воздуха при плавлении льда.
Во время низовых метелей крупные кристаллы льда заряжаются отрицательно, а более мелкая Снежная пыль — положительно. Свежевыпавший снег во всех случаях обнаруживает более значительную электризацию, чем уже слежавшийся. При взвихривании снежной пыли в воздухе может возникать объемный заряд до 1-8 кулон м3. Особенно сильные электрические поля (до 100 в/см) наблюдаются во время снежных метелей в полярных и высокогорных областях, где за счет электризации антенн сухим снегом весьма усиливаются помехи радиосвязи — pppa.ru. Сталкиваясь с проводами линий телефонной или телеграфной связи, снежинки из метельных потоков передают им свой заряд. При хорошей изоляции от земли, заряд может накопиться такой большой, что в прилегающем воздухе возникнет коронный разряд.
Покоритель Джомолунгмы Н. Тенсинг в 1953 году в районе Южного Седла этой горной вершины на высоте 7,9 км над уровнем моря при температуре — 30°C и сухом ветре до 25 м/сек наблюдал сильную электризацию обледеневших брезентовых палаток, вставленных одна в другую. Пространство между палатками было наполнено при этом многочисленными электрическими искрами.
Любопытно отметить, что в сильных электрических полях кристаллы льда растут в виде тонких нитей, вытягивающихся вдоль поля. Наиболее сильные поля разрывают эти нити на множество мелких ледяных осколков.
Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми. Обычно световые явления наблюдаются у лавин, которые движутся по снежной поверхности, и не наблюдаются у лавин, проносящихся по скалам. По-видимому, причиной свечения лавин является коронный электрический разряд наэлектризованных масс снега. На озерах Антарктики во время полярной ночи иногда возникает свечение при разламывании крупных масс озерного льда. Свечение это — результат электрического разряда, возникающего при разрушении льда.
Известную ясность в вопрос сильной электризации ледяных кристаллов во время метелей может внести рассмотрение фотоэффекта с поверхности льда. «Лабораторные исследования, показали, что фотоэлектрическая чувствительность льда значительно выше, чем у воды, и составляет около 70% фотоэлектрической чувствительности окиси меди, а для длины волны около 0,7 микрона перекрывает ее. Согласно другим данным, фотоэлектрическая чувствительность льда составляет 0,1-0,05 фотоэлектрической чувствительности цинка. Все это говорит о том, что лед имеет сравнительно высокую фотоэлектрическую чувствительность и легко может отдавать свои электроны при контакте с другими телами с меньшей чувствительностью к фотоэффекту.
Заряжение, кристаллов льда во время снежных метелей можно, объяснить за счет обмена зарядом при контакте между собой плоской грани одного кристалла льда с острым выступом другого. Допустим, что выступ на плоской грани кристалла имеет форму цилиндра — pppa.ru. Тогда электрическое поле, создаваемое периферическими электронами поверхности твердого тела в верхней части выступа будет в 2 раза больше, чем над плоской поверхностью. Если над первым выступом — цилиндром расположить второй с вдвое меньшим радиусом, над вторым — третий и т.д. вплоть до последнего выступа атомных размеров, то у конца последнего выступа электрическое поле окажется примерно в 10 раз большим, чем над плоской поверхностью.
Таким образом при контакте выступа одного кристалла льда с плоской поверхностью другого поверхностным электрическим полем электроны будут перегоняться с выступа на плоскость. Так как у мелких кристаллов относительное количество выступов больше, чем у крупных, то при контакте первые будут заряжаться положительно, а вторые отрицательно.
В поле силы тяжести затем происходит разделение зарядов. Более тяжелые кристаллы с отрицательным зарядом опускаются вниз, а более легкая снежная пыль с положительным зарядом остается взвешенной в воздухе. Таким образом во время снежных метелей у земной поверхности могут возникать сильные электрические поля, а вблизи зарядившихся от снега наземных объектов — коронные и даже искровые электрические разряды.
Источник информации: сайт pppa.ru
Другие источники по теме:
Информационные источники
1. Богородский В.В., Рудаков В.Н. Электромагнитные параметры снега, льда, пресной и морской воды / Применение радиофизических методов в океанографии и ледовых исследованиях. – Л., 1964.
2. Слуцкер Б.Д. О зависимости электрических характеристик снега от частоты / Теория и техника радиолокации, радионавигации и радиосвязи в гражданской авиации. –Рига: РКИИГА, 1978.
3. Кузьмин П.П. Физические свойства снежного покрова. – Л.: Гидрометеоиздат, 1957.
4. Финкильштейн М.И., Лазарев Э.И., Чижов А.Н. Радиолокационные ледомерные съемки рек, озер,водохранилищ. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981.
5. Богородский В.В. Физические методы исследования ледников. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968.
6. Лед и снег / Под ред. У.Д. Кингерн. – М.: Мир, 1977.
Почему лёд не проводит эл. ток, если лёд — это вода в другом агрегатном состоянии?
Пар — это тоже вода в другом состоянии и тоже почти также проводит ток, как и жидкая вода. Лёд — это тоже вода в другом состоянии, но почему лёд ток НЕ проводит?
Дополнен 8 лет назад
Насколько я знаю, для проводимости электричества нужны ионы. Получается, что во льде нету ионов?
Лучший ответ
А вода, это изолятор тока.
Чистая дистилированная вода не проводит ток.
Вода проводит ток, если в ней растворены соли. Например в воде из водопроводного крана растворены разные соли в маленьких количествах, поэтому водопроводная вода проводит электрический ток. В воде находятся ионы этих примесей, которые перемещаются в воде под действием электрического поля.
При образовании льда, в его толщу не попадают эти ионы примесей. А если и попадают, то они там замурованы намертво и не могут двигаться.
Остальные ответы
Молекулы льда неподвижны
Лед как и вода проводит эл-во, но с огромными потерями и очень не далеко.
Пользуемся поиском: http://otvet.mail.ru/question/84344632
Вода, считай, тоже не проводит. Поэтому, для электролиза в воду всегда добавляют индифферентные соли.
«Получается, что во льде нету ионов? «
Вы сами ответили правильно — нет свободных ионов.
Дистиллированная вода тоже не проводит по той же причине — нет ионов.
Помогите с физикой, пожалуйста. Проводимость льда, воды и пара.
Знаю что лед не проводит электрический ток, но никак не могу найти нормального пояснения почему. Почему? Это как то связано с его кристаллической решеткой? и может ли он при каких то обстоятельствах проводить? что для этого нужно сделать? и вообще проводимость воды и пара еще бы. заранее благодарю за помощь!)
Лучший ответ
http://geohydrology. ru/udelnaya-elektricheskaya-provodimost-vodyi.html
Удельная электрическая проводимость воды зависит от температуры, характера ионов и их концентрации (рис. 3.10). Обычно удельная электрическая проводимость воды дается для 25° С, так что она зависит только от концентрации и характера растворенных компонентов.
http://www.msuee. ru/html2/med_gidr/l3_4.html
Электрические свойства воды. Удельное электрическое сопротивление воды ρэ существенно зависит от температуры. Минерализация воды резко понижает ее удельное электрическое сопротивление. Так, у ладожской воды оно составляет 2,6·104 Ом·м, а у морской — порядка 0,3 Ом·м (для сравнения: бумага — 1015, медь — 2·10-8 Ом·м) . По приведенным значениям удельного электрического сопротивления можем судить, что чистая вода является плохим проводником электричества. Электрическая проводимость воды может служить показателем загрязнения как части водоема, так и его в целом.
Электрическая проводимость пресноводного льда весьма мала и во много раз меньше электрической проводимости воды, особенно если вода хотя бы немного минерализованна. Например, удельное электрическое сопротивление пресноводного льда при частоте колебаний электромагнитных волн f=50Гц и температуре 0°С равно 3,67·107 Ом·м, а при -20°С равно 1,9·107 Ом·м, тогда как дистиллированная вода, из которой был получен этот лед, имела сопротивление порядка 106 Ом·м.
От меня. Я думаю, что лёд проводит хуже, потому что в воде носителями заряда являются ионы (молекулы примесей, например, в электролите) , а во льду эти молекулы перемещаться не могут из-за кристаллизации воды.
Чтобы лёд проводил лучше, надо исходную воду минерализовать больше, желательно подобранными веществами, и понижать температуру льда.
Остальные ответы
Всё проводит ток, было бы желание)))))))))))
Потому что в воде, льду и паре не свободных носителей заряда.
ээээ. всё зависит от приложенного напряжения. когда напряжение слишком велико электронные оболочки даже неионизированных атомов разрушаются. молния- пример прохождения тока в паре.
Лёд не проводит электрический ток по очень хитрой причине — ему проводить НЕЧЕМ — нет у него ни электронов свободных, ни протонов, все у своих кислородов сидят. А вот если добавить ему свободных протнов (например сделать лёд с кислотой) — ВЕЛИКОЛЕПНО проводить будет, подвижность протонов в нём очень высока.
А свободных электронов нет, потому что поляризация связи O-H высока (кислород оба электрона водородов забирает и не отдаёт: -(
ОЧЕНЬ чистая вода тоже очень плохо проводит ток (Точно также ЧИСТЫЙ пар не проводит. Но если его нагреть достаточно сильно, чтобы появились ионы. впрочем это уже не пар, а плазма 🙂
Проводит ли Лед электрический ток? на сколько хорошо Лёд проводит ток и оттаивает ли вообще.
Дистиллированная вода, как известно ток не проводит, т. к. в ней нет ионов.
Когда образуется лёд, то разные примеси и соли (= токопроводящие ионы) остаются в остатке воды (подсоленная вода замерзает при более низких температурах) .
Поэтому лёд крайне плохо проводит электрический ток.
Практически как дистиллированная вода.
Но многое зависит и от прикладываемого напряжения. В обычных условиях и воздух ток не проводит, сам по себе. Но электрошокеры ведь пробивают воздушный зазор в 1,5-2, а то и в 3 см.
Так что смотря какое напряжение.
Николай —Мастер (2105) 11 лет назад
Просто надо отморозить воду
Любава Просветленный (32386) А причём тут токопроводящие свойства льда? О_о
Святослав КальянщикУченик (145) 6 лет назад
никто водопровод не отогревает ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ, тк это невозможно, сврочный аппарат вам в помощь, тем более греется труба, а не вода.
Остальные ответы
Не все так просто. .
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]. ru/article/krie/Dielectric_properties_of_water_and_ice
Пробел после точки убрать.
Вода как и стекло в твердом состоянии ток не проводят.
проводит . я лично пластиковые трубы оттаивал когда они замерзли .
Источник: личный опыт
да, лёд эта та же самая вода, которая отлично проводит ток ) А ток передает тепло, а при токе в 25 Ампер растопит лед в несколько секунд!
p.s : но все зависит от напряжение!