Siemens
Oceánograf spouští sondu přes palubu a neměří sůl, ale proud. Mezi elektrodami sondy teče střídavý proud a podle jeho velikosti přístroj zjistí, kolik soli je ve vodě. Mořská voda vede proud mnohamilionkrát lépe než voda z laboratorního čističe. Od roku 1978 se slanost oceánu určuje právě takto.
Vodivost je převrácená hodnota odporu. Odpor ukazuje, jak moc vodič brání proudu, vodivost — jak snadno jím proud prochází. Jeden siemens je vodivost, při které napětí 1 V žene proud 1 A. Lord Kelvin navrhoval nazývat tuto jednotku „mho“: je to slovo „ohm“ přečtené pozpátku.
| Označení | S |
| Definice | ampér na volt · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A² |
| Referenční hodnoty | kvantum vodivosti 2e²/h — 77,480 917 µS · roztok KCl 0,01 mol/L — 1413 µS/cm při 25 °C · 1 S = 1 ℧ |
| Zavedena | mho, ℧ — od roku 1883 · siemens v SI od roku 1971, 14. Generální konference |
| Normy | ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed. |
| Typické hodnoty | 5,5 µS/m — ultračistá voda · 5,3 S/m — mořská voda · 60 MS/m — měď |
01 · Definice
Ampér na každý volt
Vodivost G se rovná proudu, který prochází vodičem při napětí jeden volt. Je to převrácená hodnota odporu: vodič o odporu 1 kΩ má vodivost 1 mS, vodič o odporu 1 Ω — 1 S. Siemensy se hodí všude tam, kde proud teče několika cestami najednou. Vodivosti paralelních větví se jednoduše sčítají.
V kovu nesou proud elektrony, ve vodě ionty rozpuštěných solí. Čistá voda téměř nevede, ale každá špetka soli přidá ionty. Proto se podle vodivosti vody usuzuje, kolik je v ní solí. K tomu slouží konduktivita: vodivost krychličky látky vztažená k její délce a ploše.
Proč se při paralelním zapojení sčítají siemensy, a ne ohmy
Baterie 10 V napájí čtyři paralelně zapojené rezistory. Každou větev lze zapnout a vypnout. Červené tečky jsou proud ve větvi; běží tím rychleji, čím větší je její vodivost. Proud každé větve se rovná její vodivosti vynásobené 10 V a proudy se sčítají. Proto se sčítají i vodivosti, kdežto celkový odpor se počítá přes zlomky.
Přístroj pro vodu měří vodivost mezi dvěma elektrodami, ale zobrazuje konduktivitu. Dělí přitom siemensy konstantou cely — poměrem vzdálenosti elektrod k jejich ploše. V cele s elektrodami 1 cm² vzdálenými 1 cm jsou čísla stejná, liší se jen jednotky: µS a µS/cm. Když elektrody oddálíte na dvojnásobek, vodivost klesne na polovinu, ale konduktivita zůstane stejná.
Proč sůl vede proud a cukr ne
Vlevo je konduktometr, jeho čidlo je ponořené do sklenice o objemu 200 mL. Přístroj přivádí mezi dvě platinové elektrody střídavé napětí a měří proud. Červené tečky jsou ionty sodíku a dalších kovů, modré ionty chloru a kyselinových zbytků. Pokaždé, když napětí změní znaménko, ionty se otočí k druhé elektrodě. Lžičkou nahoře můžete přidat sůl nebo cukr. Plotýnka pod sklenicí vodu ohřívá nebo chladí. V lupě vpravo je vidět, že iont za sebou táhne obal z molekul vody. Střídavé napětí je ve scéně zpomalené tisíckrát.
Vyberte vodu a přidejte do ní sůl.
02 · Převod
| Jednotka | Hodnota | Kde se vyskytuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Mho, ℧, se rovná přesně jednomu siemensu. V americké technické literatuře se s ním setkáte dodnes.
U vody se píše µS/cm. 1 µS/cm = 0,1 mS/m = 100 µS/m — jde o tutéž konduktivitu.
Měřiče TDS ukazují TDS v mg/L. Není to měření, ale přepočet: konduktivita se násobí číslem 0,5—0,7.
03 · Řády veličin
04 · Měřicí přístroje
05 · Pravidla zápisu
06 · Sousední jednotky
07 · Historický oddíl
Od roku 1978 se slanost oceánu určuje podle stupnice PSS-78. Je to poměr dvou konduktivit: vzorku a roztoku chloridu draselného, 32,4356 g na kilogram vody, při 15 °C. Pokud se poměr rovná jedné, slanost je 35. Ke kontrole salinometrů po celém světě se rozesílají zatavené ampule standardní mořské vody. Na každé šarži je uveden její poměr K₁₅.
Běžné konduktometry se kontrolují roztoky KCl. Roztok 0,01 mol/L dává 1413 µS/cm při 25 °C. Konduktivita vody roste asi o 2 % na každý stupeň. Proto přístroj přepočítává údaj na 25 °C a do protokolu se píší obě čísla: naměřená hodnota i teplota.
Katalog veličin
celý rejstřík →Sedm základních jednotek SI
Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.
Otevřít rejstřík →