Wenn Wasser kein guter Leiter ist, warum sollten wir Wasser in der Nähe von Elektrizität vermeiden (keine nassen Hände in der Nähe von Stromkreisen usw.)?

„Reines“ Wasser ist ein sehr schlechter Leiter (der spezifische Widerstand wird tatsächlich als Maß für die Reinheit verwendet ).

„Echtes“ Wasser ist nicht rein – es enthält Elektrolyte und ist ziemlich leitfähig. Außerdem ist der spezifische Widerstand Ihrer Haut bei nasser Haut deutlich geringer.

Zum Beispiel - "reines" Wasser hat einen spezifischen Widerstand von (etwa) 18,2 M$\Omega\cdot\rm{cm}$. Bei 10 ppm gelöstem NaCl („Leitungswasser sehr guter Qualität“ hätte weniger als 50 ppm) sinkt der spezifische Widerstand auf ca$43~\rm{k\Omega\cdot cm}$

Viele Details finden sich in „Conduction of Electrical Current to and Through the Human Body: A Review“ (Fish und Geddes, ePlasty 2009, 9, e44). Tabelle 3 fasst es zusammen:

Tisch 3

Warum das Eintauchen in Wasser bei sehr niedrigen Spannungen tödlich sein kann

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1. Das Eintauchen benetzt die Haut sehr effektiv und senkt den Hautwiderstand pro Flächeneinheit erheblich

2. Die Kontaktfläche ist ein großer Prozentsatz der gesamten Körperoberfläche

3. Elektrischer Strom kann auch über Schleimhäute wie Mund und Rachen in den Körper gelangen

4. Der menschliche Körper reagiert sehr empfindlich auf Elektrizität. Sehr kleine Stromstärken können zum Verlust der Schwimmfähigkeit, Atemstillstand und Herzstillstand führen

Tabellenbild

Das Problem liegt in der Definition, was ein "guter" oder "schlechter" Dirigent ist. In der Schule wird den Kindern beigebracht, dass alles ganz einfach ist: Es gibt „gute“ Leiter wie Metalle und „schlechte“ Leiter wie Kunststoff.

Kurze Frage vorher: Was ist Ihrer Meinung nach der Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Silber (der beste nicht exotische Leiter unter Standardbedingungen) und Edelstahl?

Silber hat eine Leitfähigkeit von 63 000 000 S/m, Edelstahl hat 1 450 000 S/m, Silber leitet den Strom 43 mal besser als Edelstahl! (Ich schreibe die Zahlen aus, weil der Unterschied für Laien verborgen bleibt, wenn Sie eine ungewohnte wissenschaftliche Notation verwenden).

S ist eine Einheit namens Siemens, und Siemens pro Meter (S/m) ist die SI-Einheit der Leitfähigkeit.

Tatsache ist, dass die elektrische Leitfähigkeit eine der physikalischen Größen ist, die die größten beobachtbaren Unterschiede zwischen verschiedenen Materialien aufweist. Ich gebe einen kurzen Überblick:

Halbleiter (Sie sehen immer noch aus wie Metalle!)

• Germanium : 30 000 000 ($3\times10^7$) mal schlechter als silber ($2.17$S/m)
• Silizium : 40 000 000 000 ($4\times10^{10}$) mal schlechter als silber ($1.56\times10^{-3}$S/m)

Schlechte Dirigenten

• Meerwasser 13 000 000 ($1.3\times10^{7}$) mal schlechter als silber ($4.80$S/m)
• Feuchtes Holz : 100 000 000 000 ($1\times10^{11}$) mal schlechter als Silber (Von$10^{-4}$zu$10^{-3}$S/m)
• Glas/Gummi : ~100 000 000 000 000 000 000 ($1\times10^{20}$) mal schlechter als Silber (Von$10^{-15}$zu$10^{-11}$S/m)
• Luft : ~1 200 000 000 000 000 000 000 ($1.2\times10^{21}$) mal schlechter als silber ($3-8\times 10^{-15}$S/m)

Nein, es ist kein Witz. Stellen wir uns vor, die Entfernung von Ihnen und dem Mond ist vergleichbar mit einem guten Dirigenten. Die Schuldefinition für einen schlechten Leiter wäre dann die Höhe eines Apfelbaums für Meerwasser und die Größe eines Atoms für Glas.

Warum sind wir uns dieses erstaunlichen Unterschieds nicht bewusst? Der Grund dafür ist, dass wir in Bezug auf Elektrizität ziemlich zerbrechlich sind, selbst sehr kleine Ströme können Schmerzen oder den Tod verursachen. Wasser hat also immer noch genug Leitfähigkeit, um Probleme zu verursachen, obwohl es ein vergleichsweise schlechter Leiter ist, Metalle sind einfach äußerst effektive Leiter, die es ermöglichen, Strom mit relativ geringen Verlusten über große Entfernungen zu übertragen. Die anderen Materialien als Nichtleiter wie Glas oder Luft sind effektiv Nichtleiter, die sogar jemanden vor sehr hohen Spannungen abschirmen (Das Problem ist, dass sich nach dem Aufbau einer Verbindung ein Lichtbogen aus ionisierten Molekülen bildet, der eine viel, viel bessere Leitfähigkeit hat als die unverändertes Material Normalerweise braucht man ca. 5 000 V pro Zentimeter in Luft um eine Verbindung aufzubauen, also wärst du sicher vor 1 000 - 10 000 V Trafostationen,

In der High School baute mein Chemielehrer Mr. Stratton ein Experiment auf. Er hatte eine Glühbirnenhalterung auf einem hölzernen Paddel, an dem ein Netzkabel befestigt war und an dem zwei Metallzinken rechtwinklig hervorstanden, sodass das Paddel über einen Becher mit Wasser gestellt werden konnte, wobei die Zinken ins Wasser baumelten.

Zuerst füllte er den Becher mit destilliertem Wasser und schraubte eine 40-W-Glühlampe in die Halterung – kein Licht. Dann versuchte er so etwas wie eine 10-W-Glühbirne – immer noch kein Licht. Dann versuchte er es mit Neonlicht – sehr schwacher Schein.

Als nächstes goss er eine kleine Menge Salz (NaCl) hinein und schwenkte es herum – das Neonlicht begann hell zu leuchten. Versuchte die 10-W-Glühbirne - leuchtete bei fast voller Helligkeit. Versuchte die 40-W-Birne - nicht ganz hell, aber mindestens halbwegs hell.

Wasser ist ein gutes polares Lösungsmittel, und kombinieren Sie es mit jeder Art von Chemikalie, die beim Auflösen ionisiert, und Sie haben eine Lösung, die einen erheblichen Strom mit relativ geringem Widerstand führen kann. (Und salzähnliche Chemikalien sind überall.)

Wasser ist in der Tat KEIN guter Leiter, WENN keine Verunreinigungen vorhanden sind. Und wenn Sie verhindern könnten, dass die Verunreinigungen es kontaminieren, könnten Sie ein Radio hineinbauen und es würde immer noch funktionieren. Sie können es selbst herausfinden. Nehmen Sie destilliertes Wasser (ungefähr eine Tasse) und prüfen Sie den Widerstand mit einem Ohmmeter, wobei die Sonden einen festen Abstand von etwa 1/2 Zoll haben. Es wird unendlichen Widerstand für alle praktischen Sinne zeigen.

Dann etwa 2 Gramm Salz in einem Esslöffel Wasser auflösen. Halten Sie die Sonden im Wasser und geben Sie die Kochsalzlösung in das Wasser und beobachten Sie. Das Ohm verwandelt sich von einem Isolator in einen ziemlich guten Leiter ... Sie können dies sogar tun, indem Sie einfach Ihre Hand in das destillierte Wasser tauchen, während sich die Salze von Ihrer Haut im Wasser auflösen.

Das Argument, dass Wasser ein Leiter ist, weil "Wasser selten rein genug ist, um keine gelösten mineralischen Verunreinigungen zu enthalten", ist wie zu sagen, dass es auch nicht klar ist, weil man sich die Ozeane oder Seen ansieht.

Wasser ist im Vergleich zu Drähten und Metall ein schlechter Leiter, aber im Vergleich zu Luft, Glas, Keramikfliesen und anderen Gegenständen im Badezimmer oder in der Küche ein ausgezeichneter Leiter, insbesondere wie in anderen Antworten erwähnt, wenn bestimmte Verunreinigungen darin gelöst sind.

Wenn unsere Körper und Füße nass sind und wir über einen nassen Boden gehen und wir irgendwie eine nasse Steckdose oder Kabelbefestigung berührt haben; Wenn die Steckdose nicht gegen Erdschluss geschützt ist, versucht der Strom von der heißen (stromführenden) Seite der Steckdose, eine Abkürzung zur Erde durch Ihre nasse Haut und Ihre nassen Füße zum Boden zu Boden zu finden. Wie bereits erwähnt, kann selbst ein sehr kleiner Strom durch Ihren Körper Ihr Herz zum Stillstand bringen (Herzstillstand).

Aus diesem Grund ist der GFI-Schutz (Erdschlussunterbrecher) für alle Steckdosen in Küchen und Bädern bauordnungsrechtlich vorgeschrieben. Diese Art von Schutz erkennt, wenn ein Kurzschluss von der Unterbrechererde umgangen wird, und unterbricht die heiße Leitung am Ausgang.

Wasser ist ein Leiter! Denn Wasser ist selten rein genug, um einige gelöste mineralische Verunreinigungen (Salze / Elektrolyte) nicht zu enthalten. Stehendes Wasser in einem See oder Teich oder einer Pfütze ist nicht fast nie rein, aber niemals rein. Schmutziges Wasser gilt übrigens als unreines Wasser. Verstehen Sie dann, dass die Verunreinigung in Form von Ionen vorliegt, die Wasser zu einem perfekten Leiter machen, da es eine weitere großartige Eigenschaft hat: Haftung an festen oder geschmeidigen Oberflächen (z. B. menschliche Haut). Dadurch wird die hervorragende, wenn nicht sogar die perfekte Bedingung geschaffen, Wasser zu einem idealen Stromleiter zu machen, um Ihren Hintern in Vergessenheit zu bringen, wenn es aufgrund eines Sturms oder zufälligen Autounfalls in oder in der Nähe eines Körpers rohe Hochspannungsdrähte von heruntergekommenen Übertragungsleitungen / Masten gibt Wasser wie in einer Pfütze auf der Straße.