Siemens
Egy oceanográfus szondát enged le a hajó oldalán, és nem sót mér, hanem áramot. A szonda elektródái között váltakozó áram folyik, és ennek erősségéből a műszer megállapítja, mennyi só van a vízben. A tengervíz milliószor jobban vezeti az áramot, mint a laboratóriumi víztisztítóból származó víz. 1978 óta pontosan így határozzák meg az óceán sótartalmát.
A vezetés az ellenállás reciproka. Az ellenállás azt mutatja, mennyire akadályozza a vezető az áramot, a vezetés pedig azt, milyen könnyen halad át rajta az áram. Egy siemens az a vezetés, amelynél 1 V feszültség 1 A áramot hajt át. Lord Kelvin azt javasolta, hogy az egységet „mho”-nak nevezzék: ez az „ohm” szó visszafelé olvasva.
| Jelölés | S |
| Meghatározás | amper per volt · A/V · Ω⁻¹ · kg⁻¹·m⁻²·s³·A² |
| Viszonyítási értékek | vezetési kvantum 2e²/h — 77,480 917 µS · KCl-oldat 0,01 mol/L — 1413 µS/cm 25 °C-on · 1 S = 1 ℧ |
| Bevezetve | mho, ℧ — 1883 óta · siemens az SI-ben 1971 óta, 14. Általános Konferencia |
| Szabványok | ISO 80000-6 · ISO 7888 · IEC 60746-3 · SI Brochure 9th ed. |
| Jellemző értékek | 5,5 µS/m — ultratiszta víz · 5,3 S/m — tengervíz · 60 MS/m — réz |
01 · Meghatározás
Egy amper minden voltra
A G vezetés egyenlő azzal az árammal, amely egy volt feszültségnél folyik át a vezetőn. Az ellenállás reciproka: egy 1 kΩ-os vezető vezetése 1 mS, egy 1 Ω-osé 1 S. Siemensben ott kényelmes számolni, ahol az áram egyszerre több úton halad. A párhuzamos ágak vezetése egyszerűen összeadódik.
A fémben az áramot elektronok viszik, a vízben az oldott sók ionjai. A tiszta víz alig vezet, de minden csipet só ionokat ad hozzá. Ezért a víz vezetéséből lehet következtetni a sótartalmára. Ehhez a fajlagos vezetőképességet használják: az anyagból készült kocka vezetését, a hosszára és a keresztmetszetére vonatkoztatva.
Miért a siemenseket adjuk össze párhuzamos kapcsolásnál, és nem az ohmokat
Egy 10 V-os telep négy párhuzamosan kapcsolt ellenállást táplál. Minden ág külön be- és kikapcsolható. A piros pontok az ág árama; annál gyorsabban futnak, minél nagyobb az ág vezetése. Minden ág árama a vezetésének és a 10 V-nak a szorzata, és az áramok összeadódnak. Ezért a vezetések is összeadódnak, az eredő ellenállást viszont törtekkel kell kiszámolni.
A vízvizsgáló műszer a két elektróda közötti vezetést méri, de fajlagos vezetőképességet mutat. Ehhez a siemensben mért értéket elosztja a cellaállandóval — az elektródák távolságának és felületének hányadosával. Egy 1 cm²-es elektródákkal, 1 cm távolsággal épített cellában a számok megegyeznek, csak a mértékegységek különböznek: µS és µS/cm. Ha az elektródákat kétszer messzebb toljuk, a vezetés a felére csökken, a fajlagos vezetőképesség viszont ugyanannyi marad.
Miért vezeti a só az áramot, a cukor pedig nem
Bal oldalon egy vezetőképesség-mérő áll, érzékelője egy 200 mL-es pohárba merül. A műszer váltakozó feszültséget kapcsol két platinaelektróda közé, és méri az áramot. A piros pontok a nátrium és más fémek ionjai, a kékek a klór és a savmaradékok ionjai. Valahányszor a feszültség előjelet vált, az ionok a másik elektróda felé fordulnak. A fenti kanállal sót vagy cukrot adhat a vízhez. A pohár alatti főzőlap melegíti vagy hűti a vizet. A jobb oldali nagyító megmutatja, hogy az ion vízmolekulákból álló burkot húz magával. A váltakozó feszültség a jeleneten ezerszeresen le van lassítva.
Válassza ki a vizet, és adjon hozzá sót.
02 · Átszámítás
| Egység | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
A mho, ℧, pontosan egy siemens. Az amerikai műszaki irodalomban ma is előfordul.
Víznél µS/cm-t írnak. 1 µS/cm = 0,1 mS/m = 100 µS/m — ez ugyanaz a fajlagos vezetőképesség.
A TDS-mérők a TDS-t mg/L-ben mutatják. Ez nem mérés, hanem átszámítás: a fajlagos vezetőképességet megszorozzák 0,5—0,7-del.
03 · Nagyságrendek
04 · Mérőeszközök
05 · Írásszabályok
06 · Szomszédos egységek
07 · Történeti rész
1978 óta az óceán sótartalmát a PSS-78 skála szerint határozzák meg. Ez két fajlagos vezetőképesség aránya: a mintáé és egy kálium-klorid-oldaté, amely kilogramm vízre 32,4356 g sót tartalmaz, 15 °C-on. Ha az arány egy, a sótartalom 35. A sótartalommérők ellenőrzésére a világ minden tájára lezárt ampullákban standard tengervizet küldenek. Minden tételen fel van tüntetve a K₁₅ aránya.
A szokásos vezetőképesség-mérőket KCl-oldatokkal ellenőrzik. Egy 0,01 mol/L-es oldat 25 °C-on 1413 µS/cm-t ad. A víz fajlagos vezetőképessége fokonként körülbelül 2 %-kal nő. Ezért a műszer a mért értéket 25 °C-ra számítja át, a jegyzőkönyvbe pedig mindkét szám bekerül: a mért érték és a hőmérséklet.
Mennyiségek katalógusa
a teljes mutató →Az SI hét alapegysége
Egy csepp sav megváltoztatja a lé színét, a só megfesti a lángot, a víz egy koppintásra megfagy. Alattuk a Simetrium összes lapja, szakterület és ábécé szerint.
A mutató megnyitása →