Comment l'eau peut-elle être un milieu conducteur de courant alors que son ionisation est si négligeable qu'en principe aucun courant ne doit circuler?
Comment l'eau peut-elle être un milieu conducteur de courant alors que son ionisation est si négligeable qu'en principe aucun courant ne doit circuler?
L'eau "pure" est un très mauvais conducteur (la résistivité est en fait utilisée comme mesure de pureté).
La "vraie" eau n'est pas pure - elle contient des électrolytes et est assez conductrice. De plus, lorsque votre peau est mouillée, sa résistivité est nettement inférieure.
Par exemple - l'eau "pure" a une résistivité de (environ) 18,2 M $ \ Omega \ cdot \ rm {cm} $ . Avec 10 ppm de NaCl dissous (une "eau du robinet de très bonne qualité" aurait moins de 50 ppm), la résistivité tombe à environ 43 $ ~ \ rm {k \ Omega \ cdot cm} $
De nombreux détails peuvent être trouvés dans "Conduction du courant électrique vers et à travers le corps humain: un examen" (Fish et Geddes, ePlasty 2009, 9, e44). Le tableau 3 résume la situation:
Tableau 3
Pourquoi l'immersion dans l'eau peut être fatale avec des tensions très basses
L'immersion mouille la peau de manière très efficace et réduit considérablement la résistance cutanée par unité de surface
La zone de contact représente un pourcentage élevé de la surface corporelle totale
Le courant électrique peut également pénétrer dans le corps par les muqueuses, telles que la bouche et la gorge
Le corps humain est très sensible à l'électricité. De très petites quantités de courant peuvent entraîner une perte de capacité à nager, un arrêt respiratoire et un arrêt cardiaque
Le problème est dans la définition de ce qu'est un "bon" ou "mauvais" conducteur. A l'école, les enfants apprennent que tout est assez simple: il y a de «bons» conducteurs comme les métaux et de «mauvais» conducteurs comme le plastique.
Petite question avant: quelle est selon vous la différence de conductivité électrique entre l'argent (le meilleur conducteur non exotique dans des conditions standard) et l'acier inoxydable?
L'argent a une conductivité de 63 000 000 S / m, l'acier inoxydable a 1 450 000 S / m, l'argent conduit l'électricité 43 fois mieux que l'acier inoxydable! (J'écris les nombres parce que la différence est cachée pour les profanes si vous utilisez une notation scientifique inconnue).
S est une unité appelée siemens, et siemens par mètre (S / m) est l'unité SI de conductivité.
Le fait est que la conductivité électrique est l'une des grandeurs physiques qui présente les plus grandes différences observables entre divers matériaux. Je donne un bref aperçu:
Non, ce n'est pas une blague. Imaginons que la distance de vous et de la lune soit comparable à un bon conducteur. La définition scolaire de mauvais conducteur serait alors la hauteur d'un pommier pour l'eau de mer et la taille d'un atome pour le verre.
Alors pourquoi ne sommes-nous pas conscients de cette énorme différence? La raison en est que nous sommes assez fragiles en matière d'électricité, même de très petits courants pourraient causer de la douleur ou la mort. Ainsi, l'eau a encore une conductivité suffisante pour causer des problèmes bien qu'elle soit un conducteur comparativement mauvais, les métaux sont simplement des conducteurs extrêmement efficaces permettant de transmettre de l'électricité sur de grandes distances avec des pertes relativement faibles. Les autres matériaux en tant que non-conducteurs comme le verre ou l'air sont en fait des non-conducteurs, protégeant même quelqu'un de très hautes tensions (le problème est qu'une fois qu'une connexion a été établie, un arc de molécules ionisées se forme qui a une conductivité bien meilleure que le matériau inchangé. Normalement, vous avez besoin d'environ 5 000 V par centimètre dans l'air pour établir une connexion afin que vous soyez à l'abri de 1 000 à 10 000 V des postes de transformation, c'est la raison pour laquelle ils placent les panneaux de danger).
Au lycée, mon professeur de chimie, M. Stratton, a mis en place une expérience. Il avait une ampoule sur une palette en bois, avec un cordon d'alimentation attaché et deux broches en métal faisant saillie à angle droit, de sorte que la palette pouvait être placée sur un bécher d'eau avec les broches pendantes dans l'eau.
Il a d'abord rempli le bécher d'eau distillée et a vissé une ampoule à incandescence de 40 W dans le luminaire - pas de lumière. Puis il a essayé quelque chose comme une ampoule 10w - toujours pas de lumière. Puis il a essayé une lampe au néon - une lueur très faible.
Ensuite, il a versé une petite quantité de sel (NaCl) et l'a fait tourner - le néon a commencé à briller. J'ai essayé l'ampoule 10w - brillait presque à pleine luminosité. J'ai essayé l'ampoule 40w - pas complètement brillante mais au moins à moitié brillante.
L'eau est un bon solvant polaire, et combinez cela avec toute sorte de produit chimique qui s'ionise une fois dissous et vous avez une solution qui peut transporter un courant important avec une résistance relativement faible. (Et les produits chimiques de type sel sont partout.)
L'eau n'est en effet PAS un bon conducteur à moins qu'il n'y ait d'impuretés.Et si vous pouviez empêcher les impuretés de le contaminer, vous pourriez y mettre une radio et cela fonctionnerait toujours.Vous pouvez le découvrir vous-même.Prenez de l'eau distillée (environ une tasse) et vérifiez la résistance avec un ohmmètre avec des sondes à distance fixe d'environ 1/2 pouce l'une de l'autre.Il montrera une résistance infinie pour tous les sens pratiques.
Puis dissolvez environ 2 grammes de sel dans une cuillère à soupe d'eau.Gardez les sondes dans l'eau et ajoutez la solution saline à l'eau et observez.Les ohms passent d'un isolant à un assez bon conducteur ... Vous pouvez même le faire en mettant simplement votre main dans l'eau distillée pendant que les sels de votre peau se dissolvent dans l'eau.
L'argument selon lequel l'eau est un conducteur parce que «l'eau est rarement assez pure pour ne pas contenir certains contaminants minéraux dissous» revient à dire que ce n'est pas clair non plus parce que l'on regarde les océans ou les lacs.
L'eau est un mauvais conducteur par rapport aux fils et au métal, mais c'est un excellent conducteur par rapport à l'air, au verre, aux carreaux de céramique et à d'autres objets de la salle de bain ou de la cuisine, en particulier comme mentionné dans d'autres réponses s'il y a certaines impuretés dissoutes dans ça.
Lorsque notre corps et nos pieds sont mouillés et que nous marchons sur un sol mouillé, nous avons en quelque sorte touché une prise électrique mouillée ou un fil métallique; si la prise n'est pas protégée contre les défauts à la terre, l'électricité du côté chaud (sous tension) de la prise essaiera de trouver un raccourci vers la terre à travers votre peau humide et vos pieds mouillés du sol au sol. Comme mentionné précédemment, même un très petit courant dans votre corps peut arrêter votre cœur (arrêt cardiaque).
C'est pourquoi la protection GFI (interrupteur de fuite à la terre) est requise par le code du bâtiment sur toutes les prises électriques des cuisines et des salles de bains. Ce type de protection détecte quand il y a une dérivation de court-circuit à partir de la terre du disjoncteur et annule la ligne directe sur la prise.
L'eau est un conducteur!Parce que l'eau est rarement assez pure pour ne pas contenir certains contaminants minéraux dissous (sels / électrolytes).L'eau stagnante d'un lac, d'un étang ou d'une flaque d'eau n'est presque jamais pure mais jamais pure.L'eau sale est qualifiée d'eau impure, d'ailleurs.Comprenez alors que le contaminant se présente sous forme d'ions qui font de l'eau un conducteur parfait car il a une autre grande qualité: l'adhérence sur des surfaces solides ou souples (peau humaine par exemple).Par conséquent, la création de la condition superbe sinon parfaite de faire de l'eau un conducteur d'électricité idéal pour choquer votre dos dans l'oubli lorsqu'il y a des fils à haute tension bruts provenant de lignes / poteaux de transmission tombés en raison d'une tempête ou d'un accident de voiturel'eau comme dans une flaque d'eau dans la rue.