Ūdens blīvums ir ūdens masas un tilpuma attiecība istabas temperatūrā ir 998,2 kg/m³. Jebkuras vielas blīvums ir definēts kā masas daudzums, kas atrodas attiecīgās vielas tilpuma vienībā.

Tīram ūdenim blīvums ir 1 g/cm ³ vai 1000kg/m ³ . Tīra ūdens blīvums mainās atkarībā no temperatūras un sasniedz augstāko punktu 4 °C temperatūrā jeb 1000 kg/m³.

Maksimālais ūdens blīvums ir 4 °C temperatūrā.

Kāds ir ūdens blīvums?

Termins blīvums attiecas uz to, cik lielu tilpumu (telpas) objekts vai viela aizņem attiecībā pret tajā esošā materiāla daudzumu (tā masu). Vēl viens veids, kā domāt par blīvumu, ir masas daudzums uz tilpuma vienību. Objekts ar augstu blīvumu ir ciets un kompakts. SI blīvuma mērvienība ir kg/m³un g/cm³CGS sistēmā. Tā ir matērijai raksturīga īpašība.

Ūdens blīvums ir 1 g/cm³kas nav nejaušība. Blīvums ir vielas masas un tās aizņemtā tilpuma attiecība, ko izmanto, lai aprēķinātu 1 g ūdens blīvumu, kas aizņem 1 cm.³apjoms. Turklāt gaisa spiediens un atmosfēras temperatūra ietekmē arī ūdens blīvumu.

sīklietotne sīklietotne

Tomēr šīs blīvuma atšķirības ir salīdzinoši nelielas, tāpēc varat turpināt lietot 1 g/cm³ūdens blīvumam, ja vien jums nav jāveic ļoti specifiski aprēķini vai eksperiments tiek veikts apstākļos ar ārkārtēju temperatūru vai spiedienu.

Tomēr ūdens blīvums dažādām metriskajām sistēmām ir norādīts zemāk:

Viela, kuras blīvums ir mazāks par ūdeni, peld virs ūdens, un viela, kuras blīvums ir lielāks par ūdeni, nogrimst ūdenī.

Zemāk redzamajā attēlā redzami trīs konteineri pirmajā traukā, korķa blīvums ir mazāks par ūdeni, tāpēc tas peld pa ūdeni, otrajā traukā koksnes blīvums ir gandrīz vienāds ar ūdeni, tāpēc tas daļēji iegremdējas ūdenī, un trešajā traukā korķa alumīnija blīvums ir lielāks nekā ūdens, tāpēc tas nogrimst ūdenī.

Ņemiet vērā, ka šie ūdens blīvuma rādītāji attiecas tikai uz tīru ūdeni. Sālsūdens (tāpat kā okeānos) blīvums mainās atkarībā no tā, cik daudz sāls ir izšķīdināts ūdenī. Jūras ūdens blīvums parasti ir starp 1,02 g/cm³un 1,03 g/cm³, kas ir nedaudz lielāks par tīra ūdens blīvumu.

Ūdens īpašības

Ūdens ir dīvains šķidrums, tas ir vissvarīgākais šķidrums cilvēku izdzīvošanai. Tālāk ir apskatītas dažādas ūdens īpašības,

Ūdens blīvuma formula

Ūdens blīvumu aprēķina, izmantojot parastā blīvuma formulu,

D = M/V

kur,
D ir ūdens blīvums
M ir ūdens masa
IN ir ūdens tilpums

Mēs to zinām,

Istabas temperatūrā, ja ūdens tilpums ir 1 ml, tā masa tiek novērota kā 0,995 grami. Tagad ūdens blīvums ir,

D = masa/tilpums

= 0,995/1
= 0,995 g/ml = 0,995 g/cm³

Uzziniet vairāk par Blīvums un Ūdens struktūra un īpašības

Kā aprēķināt ūdens blīvumu?

Ūdens blīvuma aprēķināšanai izmanto graduētu cilindru. Ņem tukšu cilindru un nosver uz mašīnas. Tas dod mums tukša graduēta cilindra masu, tas ir, m.

Tagad cilindrā tiek iepildīts nepieciešamais ūdens daudzums un tas tiek vēlreiz nosvērts. Tas dod mums piepildītā graduētā cilindra masu, tas ir, m'.

Tagad starpība starp aprēķinātajām masām mums dotu ūdens masu. Tādējādi

Ūdens masa (M) = m’ – m

Ūdens tilpumu (V) nosaka, izmantojot marķējumu uz cilindra. Ir konstatēts, ka ūdens tilpums ir gandrīz vienāds ar tā masu.

Tātad, izmantojot blīvuma formulu, mēs iegūstam,

ρ = ūdens masa/ūdens tilpums

ρ = M/V [jo masa (M) un tilpums (V) ir gandrīz vienādi]

ρ = 1 g/ml

Tiek secināts, ka ūdens blīvums ir nemainīgs lielums, tas ir, 1g/ml vai 1 g/cm ³ .

Ūdens blīvums istabas temperatūrā

Istabas temperatūrā, t.i., temperatūrā no 20 °C līdz 25 °C, ūdens blīvums ir 0,9982 g/cm3 jeb 998,2 kg/m³. Ūdens masa ir gandrīz vienāda ar tā tilpumu istabas temperatūrā, un ūdens paliek šķidrā veidā istabas temperatūrā. Jūras ūdenī ir izšķīdinātas dažādas sāls un minerālvielas, tāpēc tā blīvums ir nedaudz lielāks nekā parastajam ūdenim. Parasti jūras ūdens blīvums ir aptuveni 1027 kg/m³.

Faktori, kas ietekmē ūdens blīvumu

Vielas blīvumu var ietekmēt vairāki faktori. Daži faktori, kas ietekmē ūdens blīvumu, ir uzskaitīti zemāk:

Ūdens blīvums ir aptuveni 1 grams uz kubikcentimetru (1 g/cm³).

• Lai gan attiecības tiek raksturotas kā nelineāras un unimodālas, nevis monotoniskas, tās ir atkarīgas no temperatūras.
• Šķidrajam ūdenim ir tendence kļūt blīvākam, ja to atdzesē no istabas temperatūras, tomēr tiek uzskatīts, ka tīrs ūdens maksimālo blīvumu sasniedz aptuveni 4 °C temperatūrā un no 4 °C līdz 0 °C ūdens blīvums palielinās, un šo uzvedību sauc par anomālu. ūdens uzvedība.
• Jo vairāk atdziest, tai ir tendence paplašināties un kļūt mazāk blīvam. Tādējādi ūdens ir dīvains šķidrums, kas dzesēšanas laikā kļūst blīvāks līdz noteiktam punktam un pēc tam sāka paplašināties, turpinot dzesēšanu.

Ūdens blīvums dažādās temperatūras skalās

Nākamajā tabulā parādīts ūdens blīvums (gm/cm³) pie dažādām temperatūras vērtībām (°C)

Kā redzams, ūdens blīvums ir tieši vienāds ar 1 gm/cm³tikai 4 °C temperatūrā. Tāpat ir novērots, ka ūdens blīvums samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Ledumam ir mazāks blīvums nekā ūdenim, kas izraisa ūdens blīvuma samazināšanos. Tas ir iemesls, kāpēc ledus peld virs ūdens un kāpēc ledus gabaliņi nekrīt tikai ūdens glāzes dibenā, kad tos tajā ievietojat.

Anomāla ūdens izplešanās

Sildot ūdens uzvedas anomāli, t.i., tā izplešanās nav lineāra. Tā blīvums vispirms palielinājās no 0 °C līdz 4 °C, bet pēc tam sāka samazināties, palielinoties tilpumam.

Tagad ir skaidrs, ka tā blīvums ir maksimālais pie 4 °C

Maksimālais ūdens blīvums ir 4°C, kas ir 1g/cm³vai 1000 kg/m³.

Blīvums pret temperatūru

Tā kā tā blīvums mainās atkarībā no temperatūras, ūdenim nav absolūta blīvuma. Šķidrajai formai ir lielāks blīvums nekā cietai. Lai uzzinātu, kā blīvums mainās atkarībā no temperatūras, skatiet zemāk redzamo blīvuma un temperatūras diagrammu.

Ūdens blīvums Maksimālais pie 4 °C?

Ūdens ir dīvains šķidrums un uzvedas anomāli. Ūdens blīvums ir maksimālais pie 4 °C, un to var izskaidrot šādi:

• Ūdenim sasalstot, tā daļiņas tuvojas, līdz sasniedz maksimālo blīvumu 4 °C temperatūrā šajā temperatūrā ūdens ir tikai šķidrā stāvoklī.
• Pēc tam, kad temperatūra vēl vairāk pazeminās, ūdenim ir tendence sasalt un iegūt cietu stāvokli.
• Varētu domāt, ka cietais ūdens būtu blīvāks, taču, sākoties sasalšanai, tas iegūst būrim līdzīgu struktūru, kas ar laiku palielina ūdens tilpumu, un tas ir iemesls, kāpēc uz ūdens peld ledus.
• Tagad, kā mēs zinām, ja tilpums palielinās, blīvums samazinās. Tādējādi ūdens blīvums samazinās pēc 4°C.

Tātad ir skaidrs, ka ūdens blīvums ir maksimālais pie 4°C

Pārbaudiet: Ūdens spiediena formula

Ūdens blīvuma eksperiments

Lai vairāk izprastu ūdens blīvumu, tā uzvedību un salīdzinājumu ar citām vielām. Veiksim tālāk minēto darbību:

Paņemiet nelielu daudzumu šķidrumu, kas ir viskozi kā ūdens, piem. Šķidrās ziepes, piens, cukura sīrups, medus, etilspirts un olīveļļa mēģenē. Labi samaisiet, lai nevarētu skaidri pamanīt katru no vielām.

Tagad atstājiet to uz dažām stundām, lai katras vielas slānis nostātos noteiktā līmenī, kā parādīts zemāk:

Tagad ir novērots, ka dažādām vielām ir atšķirīgs blīvums. Tas nozīmē, ka viena un tā paša tilpuma katra viela sver atšķirīgi. Tā kā to svars ir atšķirīgs, smagākas vielas mēdz nosēsties apakšā, piemēram, medus, un cukura sīrups un vieglāki materiāli, piemēram, olīveļļa un etilspirts, mēdz peldēt augšpusē.

Parasto šķidrumu blīvums

Dažādiem šķidrumiem ir atšķirīgs blīvums, jo tiem ir atšķirīga masa noteiktam šķidruma tilpumam. Tālāk aplūkotajā tabulā ir norādīts dažādu šķidrumu blīvums istabas temperatūrā.

binārā meklēšana java

Lasīt vairāk,

• Paskāla likums
• Peldspēja
• Bernulli princips

Atrisināti piemēri par ūdens blīvumu

1. piemērs: Aprēķiniet ūdens blīvumu, ja tukšā graduētā cilindra masa ir 10,2 g un piepildītā – 20 g.

Risinājums:

Mums ir,

m' = 20

m = 10,2

Aprēķiniet ūdens masu.

M = m' – m

M = 20 – 10,2

M = 9,8 g

Tātad tilpums (V) = 9,8 ml

Izmantojot formulu, ko iegūstam,

ρ = M/V

= 9,8/9,8

= 1g/ml

2. piemērs: Aprēķiniet piepildītā graduētā cilindra masu, ja ūdens masa ir 5 g un tukšā balona masa ir 15 g.

Risinājums:

Mums ir,

M = 5

m = 15

Izmantojot formulu, kas mums ir,

M = m' – m

m’ = M + m

m’ = 5 + 15

m’ = 20 g

Tādējādi vajadzīgā piepildītā graduētā cilindra masa ir 20 g.

Pārbaudiet: Atšķirība starp blīvumu un īpatnējo svaru

Ūdens blīvums – FAQ

Kurā temperatūrā ūdens blīvums ir maksimālais?

Maksimālais ūdens blīvums ir 4°C vai 39°F temperatūrā.

Kāds ir ūdens blīvums?

Vielas blīvumu definē kā šīs vielas masu, kas sadalīta tilpuma vienībā. To apzīmē ar simbolu rho (ρ). Tā standarta mērvienība ir kilogrami uz kubikmetru (kg/m³) un izmēru formulu uzrāda [M¹L^-3T⁰].

Kāpēc ūdens blīvums ir lielāks nekā ledus?

Ūdens blīvums ir lielāks nekā ledus blīvums, jo, ūdenim veidojot ledu, tā tilpums palielinās, veidojot būrim līdzīgu struktūru

Kāpēc ledus peld ūdenī?

Apmēram 4 ° C temperatūrā ūdens blīvums ir vislielākais. Ledus peld, jo tam ir mazāks blīvums nekā šķidram ūdenim. Sasalstot, ledus blīvums samazinās par aptuveni 9%.

Kā temperatūra ietekmē ūdens blīvumu?

Ūdens blīvums mainās atkarībā no temperatūras. Tas palielinās, kad ūdens tiek atdzesēts līdz 4°C, un samazinās, kad temperatūra ir augstāka vai zemāka par šo punktu. Piemēram, 100 °C temperatūrā blīvums ir aptuveni 958,4 kg/m³, bet -30 °C temperatūrā tas ir aptuveni 983,854 kg/m³.

Kāpēc ūdens blīvums ir maksimālais pie 4°C?

Aptuveni 4°C temperatūrā ūdens sasniedz maksimālo blīvumu konkurējošo molekulāro spēku līdzsvara dēļ. Zem šīs temperatūras ūdens sāk izplesties, gatavojoties sasalšanai, tāpēc ledus peld uz šķidra ūdens.

Vai sāļu un minerālvielu klātbūtne ietekmē ūdens blīvumu?

Jā, ūdens blīvums var palielināties, ja tajā ir izšķīduši sāļi, minerālvielas un citas vielas. Piemēram, jūras ūdens ir blīvāks par saldūdeni, un tā tipiskais blīvums uz virsmas ir aptuveni 1027 kg/m³ sāls satura dēļ.

Kāds ir jūras ūdens blīvums?

Jūras ūdens blīvums virspusē 1027 kg/m³aptuveni.

Kāds ir ūdens blīvums istabas temperatūrā?

Ūdens blīvums istabas temperatūrā ir 998,2 kg/m³.