Презентация - Вода в жизни человека

ВОДА В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА
Авторы: Шабанова Валерия Александровна– 3 «Д» Руководитель работы: Жидкова Любовь Юрьевна, учитель начальных классов

«Жизнь – это одушевленная вода» Леонардо да Винчи Что такое вода? Минерал не имеющий цвета, не имеющий запаха, формы, но ты оглянись, это главное таинство, главное чудо планеты,  это главный исток из которого вылилась Жизнь. Без воды на планете не мыслимо что-то живое. И вода вездесуща и в недрах и над землей.  И планета Земля во Вселенной зерно голубое, было б на много точнее назвать не Землёй, а Водой. Океаны и реки, озёра и вечные льдины, сок деревьев и трав, кровь живущих зверей и людей– Это только вода. Это основа жизни.   Окружающая нас вода-это вещество с уникальными свойствами, которые не только еще полностью не объяснены, но далеко не все известны. Нет вещества, более удивительного и загадочного чем обыкновенная вода  Эту субстанцию с простой химической формулой можно изучать бесконечно. Вода во всей истории человечества занимала главное место. Я Вам расскажу об одной из важной роли воды в жизни человека. Мы уже знаем что вода в природе находится в трёх состояниях:  жидкое, твердое, газообразное. Каждое из этих состояний воды человек как правило использует для своего существования. Мое исследование воды в жидком состоянии как теплоноситель.

Вода — несжимаемая жидкость, способная накапливать при нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла. При нагревании вода, как и всякое другое физическое тело, увеличивается в объеме, при этом она обладает хорошей текучестью. Благодаря этим свойствам ее несложно заставить «бегать» по системе отопления и переносить тепло. Вода всегда доступна, ее нужно просто залить в систему отопления. Она источник жизни на нашей планете и любая возможная протечка не представляет угрозы здоровью.

Цель работы: Расширение знаний о свойствах воды, значимости воды в быту человека. Задачи: Изучить свойства воды; Узнать когда вода становится теплоносителем; Изучить оборудование котельной и технологический процесс. Объект исследования: вода в жидком состоянии. Предмет исследования: вода как теплоноситель. Методы исследования: наблюдения, фотографирование, эксперимент, изучение литературы. Гипотеза: вода является проводником тепла. Новизна: собран теоретический и практический материал по изучению свойств воды.

В своем докладе о воде я буду опираться на исследования Друзьяка Николая Григорьевича (1937 - 2014) — академика Одесской региональной академии наук. В своих исследованиях он выяснил, что главным фактором долгожительства в Якутии, в Абхазии, в Дагестане и в Нагорном Карабахе, а также в некоторых районах Северного Кавказа, в Нахичеванской республике и в Лерикском районе Азербайджана, является местная природная вода.
При исследовании химического состава природных вод в районах долгожительства автор (более 14 лет) не мог прийти к определенному выводу — так пестра была картина

В дальнейшем выяснилось, что в Абхазии, Дагестане, Нагорном Карабахе, Якутии, в отдельных районах Северного Кавказа, в Нахичеванской республике, где было много долгожителей, природная вода обладала одним общим признаком — она была мягкой, содержание ионов кальция в ней укладывалось в очень узкий интервал — от 8 до 20 мг/л. Таким образом, долгожительству в указанных выше географических районах способствует природная вода этих районов, содержащая очень мало кальция. Следствием этого является низкий уровень кальция в крови (около 5 мг на 100 г крови), что и стоит считать главной причиной долгожительства в этих районах.. Так мы нашли, пожалуй, главный показатель качества питьевой воды — она должна быть очень мягкой. Мы же пьем преимущественно жесткую воду, в которой содержится очень много кальция, а поэтому и не становимся долгожителями. Жесткость воде придают ионы кальция, магния и некоторых тяжелых металлов. Воды большинства рек нашей планеты относятся к гидрокарбонатному классу, как воды районов долгожительства. А по составу катионов и те, и другие почти исключительно относятся к группе кальция. Гидрокарбонатные воды с преобладанием магния и натрия крайне редки. Гидрокарбонатные воды — это такие воды, в которых растворены преимущественно кислые соли угольной кислоты. Почему в основном гидрокарбонатные? Только потому, что углекислый газ, содержащийся в атмосфере, постоянно растворяется в воде, образуя угольную кислоту. СаСО3 + СО2 + Н2О - Са(НСО3)2 Присутствие в воде Са(НСОз) придает ей приятный освежающий вкус. Чем больше его в воде, тем она вкуснее. Но чем больше его в воде — тем хуже для нашего здоровья.

Пять правил Махмуда Эйвазова Махмуд Багир оглы Эйвазов (1808—1960) — 152-летний долгожитель, один из старейших жителей Азербайджана, бывшего СССР и мира. Махмуд Эйвазов называл пять правил, которые, на его взгляд, помогли ему прожить полтора века. Это закалка, крепкие нервы и добрый нрав, умеренность в питании, климатические условия и каждодневный труд. Еще одним условием долголетия, которое называл Махмуд Эйвазов, были крепкие нервы и добрый нрав. По мнению Друзьяка, этот фактор может влиять на продолжительность жизни. Третье условие Эйвазова касается питания. Долгожитель ел только натуральную пищу, но главным условием здесь он считал умеренность в еде. Николай Друзьяк также называл этот фактор одним из необходимых, но не основным условием долгой жизни. Среди условий, перечисленных Эйвазовым, значится и климат. Пятое правило Эйвазова – это каждодневный труд. Долгожитель почти всю жизнь был пастухом и до последних дней сохранял физическую активность.

Основные свойства воды. Обычно среди свойств воды называются такие, как прозрачная, бесцветная, текучая, без запаха, принимает любую форму, в которую её налить, растворяет вещества, может замерзать, может испаряться, вода расширяется и сжимается.

Агрегатные состояния. Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх агрегатных состояниях – жидком, твёрдом и газообразном. По состоянию различают: Твёрдое — лёд Жидкое — вода Газообразное — водяной пар

Химические свойства воды H2O. Вода – активное химическое вещество. Она вступает в химические реакции со многими простыми и сложными веществами. Химические названия воды.  Оксид водорода Гидроксид водорода Монооксид дигидрогена Гидроксильная кислота англ. hydroxic acid Оксидан (англ. oxidane) Дигидромонооксид

Отопительный сезон
Всем известно, что обыкновенная вода, которую, вообще говоря, обыкновенной называть грешно, ибо вода - самое необыкновенное вещество в природе - служит людям еще для обогрева жилых домов, офисов, школ, детский садов т.д. Есть такое понятие как отопительный сезон — это период в году, когда в различных помещениях работает отопление. Отопление — это искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и средней температуре наиболее холодной пятидневки в данном населённом пункте. Для Москвы, например, эта температура равна - 26° С, для Якутска - 52° С, для Ташкента - 13° С, для Нижневартовска -43° С.

Виды воды. Из-за важности воды, «как источника жизни» её нередко подразделяют на типы. Характеристики вод: по особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего: Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию катионов кальция и магния Подземные воды Талая вода Пресная вода Морская вода Солоноватая вода (en:Brackish water) Минеральная вода Дождевая вода Питьевая вода, Водопроводная вода Тяжёлая вода, дейтериевая и тритиевая Дистиллированная вода и деионизированная вода Сточные воды Ливневая вода или поверхностные воды По изотопам молекулы:  Лёгкая вода (просто вода) Тяжёлая вода (дейтериевая) Сверхтяжёлая вода(тритиевая) Выдуманная вода (обычно со сказочными свойствами)  Мёртвая вода — вид воды из сказок Живая вода — вид воды из сказок Святая вода — особый вид воды согласно религиозным учениям Поливода Структурированная вода — термин, применяемый в различных неакадемических теориях

Как вода поступает в систему отопления И так, как наша вода поступает в систему отопления и становиться теплоносителем, рассмотрим на примере водогрейной котельной. Котельная (котельная установка) – комплекс зданий и сооружений с котлом (теплогенератором) и технологическим оборудованием, предназначенным для выработки теплоты в целях теплоснабжения. При помощи теплотрассы или паропроводов котельные соединяются с потребителем. Для выроботки тепла в работе котельной применяются: дизельное топливо, мазут, газ Котельные установки применяются как для централизованного тепло- и пароснабжении, так и местного снабжения в пределах частного дома, квартала. Надежная и экономичная работа котельной установки в значительной степени зависит от качества воды, применяемой для питания котлов. Источниками водоснабжения для питания котлов могут служить пруды, реки, озера (поверхностный водозабор), а также грунтовые или артезианские воды, городской или поселковый водопровод. Природные воды, обычно содержат примеси в виде растворенных солей, коллоидные и механические примеси, поэтому непригодны для питания котлов без предварительной очистки.
.

Система очистки воды для подпитки котлов обычно включает в себя: удаление примесей на механических фильтрах, на основе Кварцевого Песка (Фильтр Механической Очистки) Описание Фильтр на основе кварцевого песка, так же известный под именем «Фильтр механической очистки», представляет собой оборудование для очистки воды. В основном он предназначен для удаления из сырой воды гранулированных загрязнений, твердых частиц, а также для устранения запаха и цвета. Толщина матерчатого слоя фильтра более чем 1200 мм. Гранулярность и толщина матерчатого слоя фильтра должна соответствовать релевантным техническим требованиям. Увеличение толщины слоя или изменение его структуры может повлиять на эффективность фильтрации, и КПД механизма очистки может быть заметно снижен.
Водоподготовка для котельной

Характеристики 1. Фильтр на основе кварцевого песка (фильтр механической очистки) представляет собой многоступенчатый фильтр диаметром 600 мм, выполненный из высококачественной нержавеющей стали. Внутреннее наполнение фильтра – это несколько ступеней градуированного кварцевого песка. Высота слоя очистки составляет 1200 мм. При нормальных условиях работы, пропускная способность данного оборудования составляет 4 м3/ч, и качество очищенных сточных вод меньше 4.  2. Средняя скорость очистки 10 м/ч. 3. Фильтр оснащен аппаратом для обратной промывки удаление железа (обезжелезивание); на основе Кварцевого Песка и воздуха (Фильтр Механической Очистки). Следующим этапом химводоочистки котловой воды является обезжелезивание. Фильтры очистки воды от железа в большинстве случаев состоят из корпуса, дренажно-распределительной системы и фильтрующей загрузки, которая подбирается в соответствии с учётом исходной воды и требованиями воды на выходе.  Для эффективной обработки воды и достижения нужного результата, необходимо верно подобрать тип фильтрационного материала. Для этого нужно учитывать, что в поверхностных водах железо уже большей частью окислено до трёхвалентного нерастворимого состояния, то в подземных

артезианских водах оно присутствует в основном в виде ионов Fe2+.  Для удаления трёхвалентного железа может применяться фильтрация на обыкновенной песчаной загрузке, которая также снижает мутность, цветность, удаляет различные взвеси и примеси. Водоочистные установки, в данном случае, наполняют разными слоями из различных фильтрующих материалов: нижний слой – кварцевый гравий крупной фракции, средний слой – кварцевый песок (различные фракции), верхний слой – Filter Ag. Такая многокомпонентная загрузка значительно повышает ёмкость фильтрующей установки, увеличивает скорость фильтрации и срок службы фильтрующей загрузки. Метод примечателен низкой стоимостью фильтрующих материалов по сравнению с каталитическими загрузками. Для окисления и осаждения растворенного железа в водоподготовке для котельной применяется разные загрузки – катализаторы реакции окисления железа. Одни из них обеспечивают реакцию кислорода и растворенного железа, требуют для своего использования достаточного количества кислорода в воде и не расходуются во время отчистки. Обогащение воды кислородом может требовать предварительную аэрацию. Другие каталитические вещества содержат окислитель на своей поверхности и вступают в реакцию с содержащимися в воде железом и марганцем, а также сероводородом, в случае его присутствия, окисляют их и эффективно задерживают в собственной толще.

умягчения воды на Na-Ka фильтрах, на основе Катионитовой смолы и солеваго раствара (натрий-катионитовый фильтр) Важным этапом предварительной обработки котловой воды является её умягчение. Установки умягчения воды, использующие метод ионного обмена, снижают жесткость воды для подпитки котлов до заданного значения. Фильтрующий материал, применяющийся в данном случае, - катионообменные и анионообменные смолы, обладающие высокой обменной емкостью
Рис. Фильтрующий материал:кварцевый песок
Описание Данный умягчитель воды работатет на основе технология натриевого ионного обмена. Сырая вода, отличающаяся высоким уровнем щелощности и жесткости, проходя через модуль обратного осмоса, постепенно очищается и обессоливается, а сливаемый концентрат становиться все насыщеннее и насыщеннее. Когда уровень содержания карбоната кальция, карбоната магния, сульфата кальция, сульфата бария, сульфата стронция и диоксида кремния в воде с высоким показателем солености превышает возможность их равновесного растворения, будет происходить процесс кристаллизации, который ухудшает проводимость воды через мембрану блока обратного осмоса. Именно поэтому сырую воду перед обратноосмотической очисткой необходимо умягчить, посредствам ее очистки от жестких минералов. В умягчителе происходит процесс замещения ионов кальция и магния ионами натрия и

Рис. Фильтрующий материал: ионообменная смола
происходит процесс замещения ионов кальция и магния ионами натрия и водорода, что эффективно предотвращает образование карбонатов и сульфатов. Данное оборудование должно быть оснащено регенерирующим блоком, потому что процесс регенерации и эффект от умягчения являются основными факторами, обеспечивающими успешную работу системы обратного осмоса.

Блок регенерации 1. Многоступенцатый центробежный насос подает сырую воду в умягчитель; 2. Ионы натрия из ионообменной смолы замещают ионы металлов, содержащиеся в воде, и нащенный смолой раствор может быть восстановлен посредствам соленой воды; 3. Также умягчитель оснащен резервуаром для расстворения соли объемом 500 литров, в котором содержиться пищевая соль (не йодированная). Потребитель должен пополнять уровень соли пока ее кристалики не появятся на дне ящика.
Рис. Станция обезжелезивания воды

Котлоагрегат. Наша вода прошла химводоподготовку и готова отправиться в котел. Котел – теплообменное устройство, в котором тепло от горячих продуктов горения топлива передается воде. В результате этого вода в водогрейных котлах нагревается до требуемой температуры.  Отопительные котлы ВК-21 представляют собой стальные водогрейные жаротрубные котлы. Первый ход котлов образован жаровой трубой. Второй ход образуют дымогарные трубы конвективной части котлов. Корпус котла  - цилиндрической формы, включает в себя топочную камеру, переднюю  и заднюю  трубные доски, конвективный газоход и наружную обечайку.
Рис. Котлоагрегат типа: ВК - 21
Топочная камера - цилиндрическая, выполнена в виде жаровой трубы  с приваренным плоским днищем. Жаровая труба передней кромкой приварена к передней трубной доске, а днище жаровой трубы связано с задней трубной доской 24-мя анкерными стержнями. Днище жаровой трубы и задняя трубная доска образуют пластичную систему, компенсирующую температурные удлинения жаровой трубы. Трубные доски, жаровая труба ее днище выполнены из листовой стали. Конвективный газоход котла образован из 152-дымогарных трубок, расположенных на 3-х концентрических окружностях. Трубы сгруппированы в 4 пучка и вварены в трубные доски. Между пучками дымогарных труб для

осмотра и очистки котла, по водяной стороне, оставлены промежутки. В качестве дымогарных труб используются цельнотянутые трубы. На трубу накатаны кольцевые канавки, интенсифицирующие теплопередачу. Наружная обечайка выполнена из листовой стали. На наружной обечайке размещены: 1) подводящий патрубок обратной воды; 2) отводящий патрубок прямой воды;
Рис. Котлоагрегат типа: ВК - 21
3) трубопровод, соединяющий переднюю крышку и корпус с компенсатором и отводом для слива воды из котла; 4) отводящий патрубок водоохлаждаемой крышки с воздушником и компенсатором; 5) 4 лючка по водяной стороне для осмотра и чистки котла от шлама; 6) кронштейны с откидными болтами для крепления передней водоохлаждаемой крышки; 7) взрывной клапан;
Рис. Котлоагрегат типа: ВК - 21в разрезе

. Центробежные насосы. Все движения воды в котельной проходят с помощью насосов. В данное время наибольшее распространение получили центробежные насосы благодаря простоте и надёжности в эксплуатации. 3.3. Подпиточный насосы Подпиточные насосы относятся к числу наиболее важного вспомогательного оборудования котельной, поскольку они должны обеспечивать непрерывную подачу воды в котел. Запас воды в современном котле незначителен, и прекращение питания его водой может привести к полному её испарению, интенсивному разогреву и разрушению поверхностей нагрева и котла в целом. В качестве современных питательных устройств применяют центробежные насосы высокого давления, рассчитанные на работу при температуре воды 105… 150 °С. Для принудительной циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают два сетевых насоса с электроприводом (один из них резервный). Подачу сетевого насоса (м3/ч), равную часовому расходу сетевой воды в подающей магистрали. Напор, развиваемый сетевым насосом, зависит от общего сопротивления тепловой сети. Если же теплоноситель получают в водогрейных котлах, то учитывают потери давления в них.
Рис. Подпиточный насос
Рис. Сетевой насос

И так мы познакомились с основным оборудованием котельной сейчас осталось собрать цепочку по которой наша вода поступает в наши дома и школы чтобы нас обогревать в холодное время года которое называется отопительный сезон, на примере небольшой водогрейной котельной. Вода добывается из артезианской скважины глубинными (погружными) насосами. Под давлением вода по трубам поступает на станцию очистки воды и очищается от тяжелых примесей и железа при помощи
воздуха далее вода поступает в NA-Ka фильтра для умягчения при помощи солевого раствора. После умягчения вода следует в подпиточную емкость (запас воды). С подпиточной емкости нососами вода подпитывает постоянно котел. Подпиточная линия воды врезана в обратную линию теплоситей которая возвращается от потребителя. Вода от потребителя возвращается в котлоагрегат, где постоянно подогревается согласно температурного графика и выходит из котла на потребителя. Давление и движение воды в теплосети поддерживает сетевой насос. Весь этот процесс не прерывный на все время отопительного сезона. Так, я узнал как наша вода стала теплоносителем и поступает в наши дома и отдает свое тепло людям.

. Эксперимент 1.: Для изучения явления расширения воды при замерзании в домашних условиях использую обычную стеклянную банку. Банку наполнила водой, плотно закрутила крышкой и остудила в морозильной камере. Когда вода замерзла, банка лопнула и раскололась на куски. Это произошло потому, что при замерзании вода расширяется.

Эксперимент 2.: Посмотрим, что произойдет, если я возьму два одинаковых стакана с водой, уровень воды отмечу меткой. Один опущу в лед, а другой в горячую воду. Что происходит? Я наблюдала, что в горячей воде, вода находящаяся в стакане поднимается выше метки, а в стакане, который опустил в лед, наоборот опускается. Делаю вывод, что вода при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается.

Эксперимент 3.: Я взяла мерный стакан и отмерила в каждый из трех стаканов по 100 мл воды. Стаканы с водой поставили один на верх холодильника, второй на стол, третий на батарею. Через сутки сравнила результаты. Поставила в один ряд все три одинаковых стакана. Сравнила полученные результаты: вода из стакана №1 стоявшей на верху холодильника испарилась на 1см, в стакане №2 который стояла на столе - на 2,5см, а стакан №3 стоящий на батарее вода испарилась на 4 см.

Эксперимент 4.: Делаем облако Наливаю в трехлитровую банку горячей воды (примерно 2,5 см). Положил на металлический разнос несколько кубиков льда и поставил его на банку. Воздух внутри банки, поднимается вверх и охлаждаться. Содержащийся в нем водяной пар конденсируется образуя облако.

Эксперимент 5.: Ставлю кастрюлю с водой закрытую крышкой с отверстием для выхода пара на плиту и довожу до кипения, над паром подношу холодный металлический разнос. Пар оседает на пластине в виде капелек и стекает. На этом принципе основано действие дистиляторного аппарата, с помощью которого получают дистиллированную воду

Эксперимент 6.: Эффект моря Все, наверное, знают, что в соленой воде плавать легче, чем в пресной.  Это происходит потому, что плотность соленой воды выше.  Это прекрасно видно на примере яйца. Сырое куриное яйцо в стакане пресной водой тонет, но когда мы в стакан добавим соль, вода станет тяжелее, и яйцо станет легче жидкости, находящейся в стакане - оно всплывет. Когда же мы добавим в стакан еще пресной воды, то раствор станет не таким концентрированным, его плотность уменьшится, и яйцо снова утонет.

Заключение Вода — несжимаемая жидкость, способная накапливать при нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла. При нагревании вода, как и всякое другое физическое тело, увеличивается в объеме, при этом она обладает хорошей текучестью. Благодаря этим свойствам ее несложно заставить «бегать» по системе отопления и переносить тепло. Вода всегда доступна, ее нужно просто залить в систему отопления. Она источник жизни на нашей планете и любая возможная протечка не представляет угрозы здоровью.
На основании своих наблюдений могу сделать следующие выводы: Исходя из результатов первого и второго эксперимента, я выяснила. вода в жидком состоянии при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается; вода при замерзании расширяется. Конденсация - это процесс обратный испарению. Испарение происходит при любой температуре, но при более высокой испарение протекает быстрее. Например: лужи после дождя высыхают и жарким летом и холодной осенью, но летом высыхают быстрее чем осенью. Превращение пара в жидкость происходит при понижении температуры или изменения давления атмосферы, над водой и земной поверхностью, на предметах и растениях. В результате конденсации происходит туман, облака, роса.

Плотность пресной воды составляет 1000 кг/м³ , а плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м³ и зависит от температуры и солености. Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость (газ), действует направленная вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа), взятой в объеме погруженного в нее тела (или погруженной части тела): FA=gρЖVT где g — ускорение свободного падения, ρж — плотность жидкости, VТ— объем тела, погруженного в жидкость. Из всех жидкостей, что существуют на Земле в естественном состоянии, вода имеет наивысшую теплоемкость — в среднем 1 ккал/(кг•град), т.е. если нагреть один килограмм воды до 90°С и охладить в отопительном радиаторе до 70°С, то в отапливаемое этим радиатором помещение поступит 20 ккал тепла. Эта жидкость имеет высокую плотность (917 кг/м3), уменьшающуюся при нагреве или охлаждении. Кстати, вода — единственная природная жидкость, расширяющаяся и при нагреве и при охлаждении. Экологические и токсикологические характеристики воды превосходят аналогичные параметры теплоносителей — случайная утечка из системы отопления не создаст проблем для здоровья домочадцев, если только не попадет непосредственно на человеческое тело. И в случае такой утечки восстановить исходный объем воды в системе отопления очень просто — нужно лишь долить необходимое количество литров в открытый расширительный бачок отопительной системы естественной циркуляции.

БЕРЕГИТЕ ВОДУ

СПАСИБО, ЗА ВНИМАНИЕ.