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水的性质

 飞狐郎君 2017-08-29


日期:2017年8月29日

距离2017年一级注册消防工程师考试还有 74 


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讲义



水是人类生命的源泉。水是地球上最常见的物质之一,是所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。


纯净的水是无嗅无味的液体,在化学上呈中性,无毒,且冷却效果非常好。水取用方便,分布广泛,是最常用、最主要的灭火剂。


水有三种状态:固体、液体和气体。液体与固体的主要区别是液体容易流动,液体与气体的主要区别是液体体积不易压缩。


水在常温下为液体,在常压下、水温超过100℃时,蒸发成气体,水温下降到0℃时,即凝结成固体,称为冰。


水温升高1℃,单位体积的水需要吸收的热量,称为水的比热容。若将水的比热容作为1,则其他液体的比热容均小于1,水比任何液体的比热容都大。1L水温度升高1℃,需要吸收4200J的热量。


若将1L常温的水(20℃)喷洒到火源处,使水温升到100℃,则要吸收热量336kJ。水的比热容大,因而用水灭火、冷却效果最好。


单位体积的水由液体变成气体需要吸收的热量称为水的汽化热。水的汽化热很大,1L100℃的水,变成100℃的水蒸气,需要吸收2264kJ的热量。

因此,将水喷洒到灭源处,使水迅速汽化成蒸汽具有良好的冷却降温作用。同时,水变成蒸汽时体积扩大。1L水变成水蒸气后体积扩大1725倍,且水蒸气是惰性气体,占据燃烧区空间'具有隔绝空气的窒息灭火作用。实验得知,水蒸气占燃烧区的体积达35%时,火焰就将熄灭。


当温度下降到0℃时,水就开始凝结成冰。水结成冰时,释放出溶解热335kJ/L。水结成冰,由液体状态变成固体状态,水分子间的距离增大,因而体积随之扩大。因此,在冬季应对消防给水管道和储水容器进行保温,以免水结成冰时体积扩大,致使消防设备损坏。

处于流动状态的水不易结冰,因为水的部分动能将转化为热能。因此,为了不使水带内的水冻结成冰,在冬季火场上,当消防队员需要转移阵地时,不要关闭水枪。若需要关闭时,应关小射流,使水仍处于流动状态。


接着我来给你讲讲水的物理性质


在水力学中,与水运动有关的物理性质主要有以下六个方面。


(一)密度和容重


单位体积内物质所具有的物质量称为密度,单位体积内物质所具有的重量称为容量。不同液体的密度和容量各不相同,同一种液体的密度和容量又随温度和压强而变化。


在正常大气压强条件下,水在不同温度时的容重请见图表。水在4℃时容重最大,此时1L纯净的水重1kg。


 (二)黏滞性


当水在流动时,水分子之间、水分子与固体壁面之间的作用力显示为对流动的阻抗作用,即显示出所谓黏滞性阻力(内摩擦阻力),水的这种阻抗变形运动的特性就称为黏滞性


需要说明的是当液体运动一旦停止,这种阻力就立即消失。因此,黏滞性在液体静止或平衡时是不显示作用的。


(三)压缩性


水的体积随压力增加而减小的性质称为水的压缩性。在密闭容器内液体表面上,用活塞加压,液体就受到压力,受压后的液体体积要缩小。


根据实验,把温度为20℃在0.1MPa压力作用下的水体积作为1,不同压力时的水体积如表所示。


从表中可以看出,随着压力增加水体积变化不大。因此,通常把水看成是不可压缩的液体。


但对个别特殊情况,水的压缩性不能忽略。如水枪上的开关突然关闭时,会产生一种水击现象,在研究这一问题时,就必须考虑水的压缩性。


(四)膨胀性


水的体积随水温升高而增大的性质称为水的膨胀性


根据实验,在常压下10T一20T的水,温度升高1℃,水的体积增加万分之一点五;在常压下70℃~95℃的水,温度升高1,水的体积增加万分之六。可以看出,其体积变化较小。因此,在消防设计和火场供水中水的膨胀性均可略去不计。


(五)溶解性


溶质在水中的扩散称为溶解。物质能否在水中溶解,与物质分子的极性有关。


凡是由极性分子或与水分子结构相似的分子组成的物质均易溶于水,如食盐、糖,丙酮、乙醚、乙醇等。


与水分子极性不同的物质不易溶于水或不溶于水,如汽油、煤油、柴油、苯等。


用水可以扑灭易溶于水的固体物质火灾;用水可以扑救比水重且不溶于水的可燃液体;用水可以稀释溶于水的可燃液体,使火灾得到控制或扑灭。


(六)水的导电性


水的导电性能与水的纯度、射流形式等有关。水中含有杂质越多,电阻率越小,导电性能越大。纯净水电阻率很大,为不良导体。


天然水源一般都含有各种杂质,因而称为良导体。流散于地面上的水,均能导电,在火场上应防止触电。


这就是水的六个物理性质。接着,我们再一起来看看水的化学性质

水具有分解性。水由氢、氧两元素组成。灭火时消防射流触及高温设备,水滴瞬间汽化,体积突然扩大,会造成物理性爆炸事故。


当水蒸气温度持续上升到1500℃以上时,水蒸气会迅速分解为氢气和氧气。氢气为可燃气体,氧气为助燃气体,氢气和氧气相互混合,形成混合气体,在高温下极易发生化学爆炸,其爆炸范围广,爆炸威力大。若无可靠的防范措施,就会造成火灾爆炸事故。


END


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