Физические свойства жидкости
Содержание:
- Удельный вес воды, основные понятия и закономерности гидростатики
- Виды
- Удельный вес — спирт
- Значения других единиц, равные введённым выше
- Метрическая система
- Британские и американские единицы
- Английские инжернерные и британские гравитационные единицы
- Естественнные единицы
- Плотности различных веществ
- Сравнение
- Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
- Плотность воды в зависимости от температуры
- Плотность жидких веществ и водных растворов в зависимости от температуры
- Температура — наибольшая плотность — вода
- Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
- Плотность воды: аномалия
- Теплопроводность воды в зависимости от температуры и давления
- Значения других единиц, равные введённым выше
- Метрическая система
- Британские и американские единицы
- Английские инжернерные и британские гравитационные единицы
- Естественнные единицы
- Плотности различных веществ
- Опытное подтверждение
- Практическое применение
- Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
Удельный вес воды, основные понятия и закономерности гидростатики
Удельный вес воды Важнейшими физическими свойствами воды являются ее вязкость, плотность, удельный вес, сжимаемость.
Вязкость воды — это ее свойство оказывать сопротивление усилиям на сдвиг. В силу того, что вода обладает подвижностью, ее частицы и слои могут двигаться скользя относительно друг друга. При этом между слоями жидкости возникают силы внутреннего трения, препятствующие движению. Эти силы и обусловливают возникновение вязкости.
Вязкость воды невелика. При повышении температуры воды с 20 до 30° ее вязкость уменьшается примерно на 20%.
Плотность воды — это ее масса в единице объема. Плотность обозначается греческой буквой р и в международной системе СИ измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3): р= М: V
где М— масса жидкости, кг; V — объем жидкости, м3.
Плотность пресной воды при 4° составляет 1000 кг/м3. Плотность соленой морской воды— 1010—1030 кг/м3. Плотность воздуха, например, равна 1,29 кг/м3 и почти в 800 раз меньше плотности воды. От плотности воды зависит ее удельный вес.
Удельный вес воды — вес единицы ее объема. Его обозначают греческой буквой у и измеряют в технической системе единиц МКГСС в килограмм-силах на кубический метр (кГ/м3): у= G: V
где G — вес (сила тяжести) воды, кГ.
В международной системе СИ единица удельного веса жидкости — ньютон на кубический метр (н/м3). 1 н = 0,102 кГ.
Плотность и удельный вес воды мало изменяются в зависимости от давления и температуры. Удельный вес пресной воды практически равен 1000 кГ/м3, или 9815 м/м3. Знание удельного веса воды позволяет судить о плавучести человека.
Сжимаемость воды — это ее свойство уменьшаться в объеме при повышении давления. Сжимаемость воды крайне незначительна, но в результате сжатия в ней возникают силы гидростатического давления. В обычных условиях покоящаяся жидкость сжимается под действием сил тяжести (собственный вес жидкости и атмосферное давление).
Сила гидростатического давления действует на любую поверхность тела, погруженного в воду. Боль в ушах, которую испытывает пловец, нырнувший на большую глубину, вызвана силами гидростатического давления воды на барабанную перепонку уха. Силы давления воды направлены перпендикулярно к поверхности тела, на которое они действуют.
Повороты.Закрытые повороты.Часть2
МЕТОДИКА РЕАБИЛИТАЦИИ БОЛЬНЫХ ОСТЕОХОНДРОЗОМ В БАССЕЙНЕ. 1. Программы реабилитации.
Техника плавания способом баттерфляй.Движение руками и дыхание.Часть1
Виды
Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях:
- жидком
- газообразном
- твёрдом
Вода может приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать и взаимодействовать друг с другом:
- водяной пар и облака в небе
- морская вода и айсберги
- ледники и реки на поверхности земли
- водоносные слои в земле
Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических веществ
Из-за важности воды как источника жизни, её нередко подразделяют на типы по различным принципам
Виды воды по особенностям происхождения, состава или применения:
- по содержанию катионов кальция и магния
- мягкая вода
- жёсткая вода
- по изотопам водорода в молекуле
- лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной)
- тяжёлая вода (дейтериевая)
- сверхтяжёлая вода (тритиевая)
- другие виды
- пресная вода
- дождевая вода
- морская вода
- подземные воды
- минеральная вода
- солоноватая вода
- питьевая вода и водопроводная вода
- дистиллированная вода и деионизированная вода
- сточные воды
- ливневая вода или поверхностные воды
- апирогенная вода
- поливода
- структурированная вода — термин, применяемый в неакадемических теориях
- талая вода
- мёртвая вода и живая вода — виды воды со сказочными свойствами
святая вода — особый вид воды с мистическими свойствами (согласно религиозным учениям). По христианским представлениям святая вода — это вода, посвященная Богу. Никакие свойства воды как таковой при этом не меняются.
Вода, входящая в состав другого вещества и связанная с ним физическими связями, называется влагой. В зависимости от вида связи, выделяют:
- сорбционную, капиллярную и осмотическую влагу в твёрдых веществах,
- растворённую и эмульсионную влагу в жидкостях,
- водяной пар или туман в газах.
Вещество, содержащее влагу, называют влажным веществом. Влажное вещество, не способное более сорбировать (поглощать) влагу, — насыщенное влагой вещество.
Вещество, в котором содержание влаги пренебрежимо мало при данном конкретном применении, называют сухим веществом. Гипотетическое вещество, совершенно не содержащее влагу, — абсолютно сухое вещество. Сухое вещество, составляющее основу данного влажного вещества, называют сухой частью влажного вещества.
Смесь газа с водяным паром носит название влажный газ (парогазовая смесь — устаревшее название).
Удельный вес — спирт
Удельный вес спиртов меньше, чем воды, но значительно больше, чем удельный вес углеводородов с близкими молекулярными весами.
Проверку удельного веса спирта производят не реже трех раз в месяц и приурочивают к проверке водного значения пикнометра.
Одновременно резко снизился удельный вес спирта, вырабатываемого из картофеля.
Хорошее подтверждение этого мы находим и в различном удельном весе спиртов. Что чистая Кислотная материя, являющаяся главной составной частью кислотных спиртш, имеет значительную плотность, очевидно из следующих соображений. Что флогистон удельно легче воды, об этом свидетельствуют плавающие на пей эфирные масла и ректификованный винный спирт. Так как сера сама в два раза тяжелее воды, то из законов гидростатики непосредственно вытекает, что удельный вес купоросной или серной кислоты должен значительно превосходить удельный вес воды и что, следовательно, кислотные спирты тем удельно тяжелее, чем больше содержат кислотного начала.
Вследствие сокращения общего объема при смешивании спирта с водой и разности в удельных весах спирта и воды концентрация одного и того же спирта, вычисленная в весовых и объемных процентах, выражается разными числами.
Вследствие упомяиутого выше сокращения общего объема при смешивании спирта с водой и разности в удельных весах спирта и воды концентрация одного и того же спирта, вычисленная в весовых и объемных процентах, выражается разными числами.
Этиловый спирт, применяемый при этом, при взбалтывании с пробой отнимает от нее воду и вследствие этого удельный вес спирта увеличивается. Зная удельный вес спирта до и после испытания, можно определить, сколько им отнято воды из пробы. Испытание производится следующим образом.
|
Схема аэродинамической экспериментальной установки. |
Здесь k — коэффициент прибора, определяемый его конструкцией, наклоном трубки и масштабом шкалы; Yc п — удельный вес спирта в микроманометре.
|
Тягонапоромер е наклонной трубкой типа ТНЖ ( 91. |
Шкала прибора градуируется в мм вод. ст., поэтому при заливке тягонапоромера другой затворной жидкостью, удельный вес которой отличен от удельного веса спирта, в показания прибора необходимо вводить поправочный коэффициент на удельный вес заливаемой жидкости.
Собственные мои опыты, которые я с этой целью в большом количестве и с величайшей тщательностью проделал, совершенно убедили меня, что значительно уменьшить удельный вес спирта, установленный Мушенброком, с помощью общепринятого в настоящее время способа очистки, то есть при очистке виннокаменной солью, невозможно.
Проба взвешивается предварительно во влажном состоянии, в каком она находилась в стене, и затем погружается в спирт определенного удельного веса и взбалтывается в нем, после чего определяется снова удельный вес спирта, который при этом обычно оказывается несколько увеличенным, что и дает основание для определения количества воды, содержавшейся в пробе.
|
Наклонный манометр. |
Наклонные манометры чаще всего заполняют спиртом. Удельный вес спирта меньше удельного веса воды, что также способствует удлинению столбика жидкости и точности отсчета. Поверхность жидкости в резервуаре настолько велика по сравнению с площадью поперечного ( живого) сечения капиллярной трубки, что понижением уровня за счет вытеснения жидкости в трубку можно пренебречь и считать нуль шкалы постоянным.
Значения других единиц, равные введённым выше
открыть
свернуть
Метрическая система
|
плотность воды при 0°C → тонна на кубометр (т/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на кубометр (кг/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на кубометр (г/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на кубометр (мг/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на литр (кг/л) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на литр (г/л) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на литр (мг/л) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на кубический дециметр (кг/дм³) |
|
плотность воды при 0°C → грамм на кубический дециметр (г/дм³) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на кубический дециметр (мг/дм³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на кубический сантиметр (кг/см³) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на кубический сантиметр (г/см³) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на кубический сантиметр (мг/см³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на миллилитр (кг/мл) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на миллилитр (г/мл) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на миллилитр (мг/мл) |
Единицы:
тонна на кубометр
(т/м³)
/
килограмм на кубометр
(кг/м³)
/
грамм на кубометр
(г/м³)
/
миллиграмм на кубометр
(мг/м³)
/
килограмм на литр
(кг/л)
/
грамм на литр
(г/л)
/
миллиграмм на литр
(мг/л)
/
килограмм на кубический дециметр
(кг/дм³)
/
грамм на кубический дециметр
(г/дм³)
/
миллиграмм на кубический дециметр
(мг/дм³)
/
килограмм на кубический сантиметр
(кг/см³)
/
грамм на кубический сантиметр
(г/см³)
/
миллиграмм на кубический сантиметр
(мг/см³)
/
килограмм на миллилитр
(кг/мл)
/
грамм на миллилитр
(г/мл)
/
миллиграмм на миллилитр
(мг/мл)
открыть
свернуть
Британские и американские единицы
|
плотность воды при 0°C → фунты на кубический ярд (lb/yd³) |
|
|
плотность воды при 0°C → фунты на кубический фут (lb/ft³) |
|
|
плотность воды при 0°C → фунты на кубический дюйм (lb/in³) |
|
|
плотность воды при 0°C → фунты на галлон США (lb/gal) |
|
| плотность воды при 0°C → фунты на британский галлон | |
| плотность воды при 0°C → фунты на бушель США |
|
плотность воды при 0°C → унции на кубический ярд (oz/yd³) |
|
|
плотность воды при 0°C → унции на кубический фунт (oz/ft³) |
|
|
плотность воды при 0°C → унции на кубический дюйм (oz/in³) |
|
|
плотность воды при 0°C → унции на галлон США (oz/gal) |
|
| плотность воды при 0°C → унции на британский галлон | |
| плотность воды при 0°C → унции на бушель США |
Единицы:
фунты на кубический ярд
(lb/yd³)
/
фунты на кубический фут
(lb/ft³)
/
фунты на кубический дюйм
(lb/in³)
/
фунты на галлон США
(lb/gal)
/
фунты на британский галлон
/
фунты на бушель США
/
унции на кубический ярд
(oz/yd³)
/
унции на кубический фунт
(oz/ft³)
/
унции на кубический дюйм
(oz/in³)
/
унции на галлон США
(oz/gal)
/
унции на британский галлон
/
унции на бушель США
открыть
свернуть
Английские инжернерные и британские гравитационные единицы
|
плотность воды при 0°C → Слаг на кубический ярд (slug/yd³) |
|
плотность воды при 0°C → Слаг на кубический фут (slug/ft³) |
|
|
плотность воды при 0°C → Слаг на кубический дюйм (slug/in³) |
Единицы:
Слаг на кубический ярд
(slug/yd³)
/
Слаг на кубический фут
(slug/ft³)
/
Слаг на кубический дюйм
(slug/in³)
открыть
свернуть
Естественнные единицы
В физике естественные единицы измерения базируются только на фундаментальных физических константах. Определение этих единиц никак не связано ни с какими историческими человеческими построениями, только с фундаментальными законами природы.
|
плотность воды при 0°C → планковская плотность (L⁻³M) |
Единицы:
планковская плотность
(L⁻³M)
открыть
свернуть
Плотности различных веществ
Это лишь несколько примеров. Все плотности даны для стандартных условий температур и давления.
| плотность воды при 0°C → плотность воздуха на уровне моря | |
| плотность воды при 0°C → плотность воды при 0°C | |
| плотность воды при 0°C → плотность воды при 4°C | |
| плотность воды при 0°C → плотность воды при 100°C | |
| плотность воды при 0°C → плотность льда | |
| плотность воды при 0°C → плотность алмаза |
| плотность воды при 0°C → плотность железа | |
| плотность воды при 0°C → плотность меди | |
| плотность воды при 0°C → плотность серебра | |
| плотность воды при 0°C → плотность свинца | |
| плотность воды при 0°C → плотность золота | |
| плотность воды при 0°C → плотность платины |
Единицы:
плотность воздуха на уровне моря
/
плотность воды при 0°C
/
плотность воды при 4°C
/
плотность воды при 100°C
/
плотность льда
/
плотность алмаза
/
плотность железа
/
плотность меди
/
плотность серебра
/
плотность свинца
/
плотность золота
/
плотность платины
Сравнение
Пресная вода всегда будет менее плотной по сравнению с водами, содержащими соли и минеральные элементы. Возьмем для сравнения морскую и соленую.
С морской
Показатель для морской H2O при солености в 35% (среднее общее значение) составляет 1027,81 кг/м3. Но чем выше концентрация солей, тем она будет плотнее.
На плотность и количество солей в морской водеоказывает влияние:
С соленой
Плотность любой соленой воды зависит от концентрации в ней различных солей. Чем больше концентрация, тем она более плотная, т.е. будет уже не 999,8 кг/м3, а 1000 кг/м3 и более.
Какая плотнее и почему?
Если сравнивать пресную и морскую воду, то последняя всегда будет плотнее из-за содержания солей. Если говорить о температуре, то чем холоднее вода, тем она плотнее, за исключением той, что нагрета от 0 до 4˚С.
Какая вода плотнее — соленая или пресная, видео-эксперимент:
Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.
Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град). Теплопроводность воды в зависимости от температуры
| t, °С | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | |
| λ, Вт/(м·град) | 0,569 | 0,572 | 0,574 | 0,587 | 0,599 | 0,609 | 0,618 | 0,627 | 0,635 | 0,648 |
| t, °С | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
| λ, Вт/(м·град) | 0,654 | 0,659 | 0,664 | 0,668 | 0,671 | 0,674 | 0,677 | 0,68 | 0,682 | 0,683 |
Плотность воды в зависимости от температуры
Вода существует как отдельная жидкость в диапазоне температуры от 0 до максимальной 374,12°С — это ее критическая температура, при которой исчезает граница раздела между жидкостью и водяным паром. Значения плотность воды при этих температурах можно узнать в таблице ниже. Данные о плотности воды представлены в размерности кг/м 3 и г/мл.
В таблице приведены значения плотности воды в кг/м 3 и в г/мл (г/см 3 ), допускается интерполяция данных. Например, плотность воды при температуре 25°С можно определить, как среднее значение от величин ее плотности при 24 и 26°С. Таким образом, при температуре 25°С вода имеет плотность 997,1 кг/м 3 или 0,9971 г/мл.
Плотность воды при различных температурах — таблица
| t, °С | ρ, кг/м 3 | ρ, г/мл | t, °С | ρ, кг/м 3 | ρ, г/мл | t, °С | ρ, кг/м 3 | ρ, г/мл |
| 999,8 | 0,9998 | 62 | 982,1 | 0,9821 | 200 | 864,7 | 0,8647 | |
| 0,1 | 999,8 | 0,9998 | 64 | 981,1 | 0,9811 | 210 | 852,8 | 0,8528 |
| 2 | 999,9 | 0,9999 | 66 | 980 | 0,98 | 220 | 840,3 | 0,8403 |
| 4 | 1000 | 1 | 68 | 978,9 | 0,9789 | 230 | 827,3 | 0,8273 |
| 6 | 999,9 | 0,9999 | 70 | 977,8 | 0,9778 | 240 | 813,6 | 0,8136 |
| 8 | 999,9 | 0,9999 | 72 | 976,6 | 0,9766 | 250 | 799,2 | 0,7992 |
| 10 | 999,7 | 0,9997 | 74 | 975,4 | 0,9754 | 260 | 783,9 | 0,7839 |
| 12 | 999,5 | 0,9995 | 76 | 974,2 | 0,9742 | 270 | 767,8 | 0,7678 |
| 14 | 999,2 | 0,9992 | 78 | 973 | 0,973 | 280 | 750,5 | 0,7505 |
| 16 | 999 | 0,999 | 80 | 971,8 | 0,9718 | 290 | 732,1 | 0,7321 |
| 18 | 998,6 | 0,9986 | 82 | 970,5 | 0,9705 | 300 | 712,2 | 0,7122 |
| 20 | 998,2 | 0,9982 | 84 | 969,3 | 0,9693 | 305 | 701,7 | 0,7017 |
| 22 | 997,8 | 0,9978 | 86 | 967,8 | 0,9678 | 310 | 690,6 | 0,6906 |
| 24 | 997,3 | 0,9973 | 88 | 966,6 | 0,9666 | 315 | 679,1 | 0,6791 |
| 26 | 996,8 | 0,9968 | 90 | 965,3 | 0,9653 | 320 | 666,9 | 0,6669 |
| 28 | 996,2 | 0,9962 | 92 | 963,9 | 0,9639 | 325 | 654,1 | 0,6541 |
| 30 | 995,7 | 0,9957 | 94 | 962,6 | 0,9626 | 330 | 640,5 | 0,6405 |
| 32 | 995 | 0,995 | 96 | 961,2 | 0,9612 | 335 | 625,9 | 0,6259 |
| 34 | 994,4 | 0,9944 | 98 | 959,8 | 0,9598 | 340 | 610,1 | 0,6101 |
| 36 | 993,7 | 0,9937 | 100 | 958,4 | 0,9584 | 345 | 593,2 | 0,5932 |
| 38 | 993 | 0,993 | 105 | 954,5 | 0,9545 | 350 | 574,5 | 0,5745 |
| 40 | 992,2 | 0,9922 | 110 | 950,7 | 0,9507 | 355 | 553,3 | 0,5533 |
| 42 | 991,4 | 0,9914 | 115 | 946,8 | 0,9468 | 360 | 528,3 | 0,5283 |
| 44 | 990,6 | 0,9906 | 120 | 942,9 | 0,9429 | 362 | 516,6 | 0,5166 |
| 46 | 989,8 | 0,9898 | 125 | 938,8 | 0,9388 | 364 | 503,5 | 0,5035 |
| 48 | 988,9 | 0,9889 | 130 | 934,6 | 0,9346 | 366 | 488,5 | 0,4885 |
| 50 | 988 | 0,988 | 140 | 925,8 | 0,9258 | 368 | 470,6 | 0,4706 |
| 52 | 987,1 | 0,9871 | 150 | 916,8 | 0,9168 | 370 | 448,4 | 0,4484 |
| 54 | 986,2 | 0,9862 | 160 | 907,3 | 0,9073 | 371 | 435,2 | 0,4352 |
| 56 | 985,2 | 0,9852 | 170 | 897,3 | 0,8973 | 372 | 418,1 | 0,4181 |
| 58 | 984,2 | 0,9842 | 180 | 886,9 | 0,8869 | 373 | 396,2 | 0,3962 |
| 60 | 983,2 | 0,9832 | 190 | 876 | 0,876 | 374,12 | 317,8 | 0,3178 |
Плотность жидких веществ и водных растворов в зависимости от температуры
ГЛАВНАЯ » Cправочник физико-химических величин
Плотность жидкости в зависимости от температуры можно рассчитать по формуле$\rho_{2} = \frac{ \rho_{1} }{1 + \beta(t_{2} — t_{1} )}$, где $\rho_{2}$ – искомая плотность жидкости при температуре $t_{2}$; $\rho_{1}$ – известная плотность жидкости при температуре $t_{1}$; $\beta$ – коэффициент термического объемного расширения жидкости, $К^{-1}$.
| Вещество | -20 ℃ | 0 ℃ | 20 ℃ | 40 ℃ | 60 ℃ | 80 ℃ | 100 ℃ | 120 ℃ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Азотная кислота ($HNO_{3}$) 100% | 1582 | 1547 | 1513 | 1478 | 1443 | 1408 | 1373 | 1338 |
| Азотная кислота ($HNO_{3}$) 50% | — | 1334 | 1310 | 1278 | 1263 | 1238 | 1212 | 1186 |
| Аммиак жидкий ($HN_{3}$) | 665 | 639 | 610 | 580 | 545 | 510 | 462 | 390 |
| Аммиачная вода ($NH_{3} \cdot H_{2}O$) 25% | — | 918 | 907 | 897 | 887 | 876 | 866 | 856 |
| Анилин ($C_{6}H_{5}NH$) | — | 1039 | 1022 | 1004 | 987 | 969 | 952 | 933 |
| Ацетон ($C_{3}H_{6}O$) | 835 | 813 | 791 | 768 | 746 | 719 | 693 | 665 |
| Бензол ($C_{6}H_{6}O$) | — | 900 | 879 | 858 | 836 | 815 | 793 | 769 |
| Бутиловый спирт ($C_{4}H_{10}O$) | 838 | 824 | 810 | 795 | 781 | 766 | 751 | 735 |
| Вода ($H_{2}O$) | — | 1000 | 998 | 992 | 983 | 972 | 958 | 943 |
| Гексан ($C_{6}H_{14}$) | 693 | 677 | 660 | 641 | 622 | 602 | 581 | 559 |
| Глицерин, ($C_{3}H_{8}O_{3}$), 50% | — | 1136 | 1126 | 1116 | 1106 | 1006 | 996 | 986 |
| Диоксид серы ($SO_{2}$) | 1484 | 1434 | 1383 | 1327 | 1264 | 1193 | 1111 | 1010 |
| Дихлорэтан ($C_{2}H_{4}Cl_{2}$) | 1310 | 1282 | 1254 | 1224 | 1194 | 1163 | 1133 | 1102 |
| Диэтиловый эфир ($(C_{2}H_{5})_{2}O$) | 758 | 736 | 714 | 689 | 666 | 640 | 611 | 576 |
| Изопропиловый спирт ($C_{3}H_{8}O$) | 817 | 801 | 785 | 768 | 752 | 735 | 718 | 700 |
| Кальций хлористый, ($CaCl_{2} \cdot H_{2})$) 25 % | 1248 | 1239 | 1230 | 1220 | 1210 | 1200 | 1190 | 1180 |
| м-Ксилол | — | 882 | 865 | 847 | 831 | 796 | 780 | 764 |
| Метиловый спирт, ($CH_{3}OH$) 100% | 828 | 810 | 792 | 774 | 756 | 736 | 714 | — |
| Метиловый спирт, ($CH_{3}OH$) 40% | — | 946 | 935 | 924 | 913 | 902 | 891 | 880 |
| Муравьиная кислота ($HCOOH$) | — | 1244 | 1220 | 1195 | 1171 | 1147 | 1121 | 1096 |
| Натр едкий, каустическая сода ($NaOH \cdot H_{2}O$), 50% | — | 1540 | 1525 | 1511 | 1497 | 1483 | 1469 | 1454 |
| Натр едкий, каустическая сода ($NaOH \cdot H_{2}O$), 40% | — | 1443 | 1430 | 1416 | 1403 | 1389 | 1375 | 1360 |
| Натр едкий, каустическая сода ($NaOH \cdot H_{2}O$), 20% | — | 1230 | 1219 | 1208 | 1196 | 1183 | 1170 | 1155 |
| Натрий хлористый ($NaCl \cdot H_{2}O$), 20% | — | 1157 | 1148 | 1189 | 1130 | 1120 | 1110 | 1100 |
| Натрий хлористый ($C_{6}H_{5}HO_{2}$) | — | 1223 | 1203 | 1183 | 1163 | 1143 | 1123 | 1103 |
| Октан ($C_{8}H_{18}$) | 734 | 718 | 702 | 686 | 669 | 653 | 635 | 617 |
| Олеум ($C_{8}H_{18}$), 20% | — | 1922 | 1896 | 1870 | 1844 | 1818 | 1792 | 1766 |
| Пропиловый спирт ($C_{3}H_{8}O$), 20% | — | 819 | 804 | 788 | 770 | 752 | 733 | 711 |
| Серная кислота ($H_{2}SO_{4}$), 98% | — | 1857 | 1837 | 1817 | 1798 | 1779 | 1761 | 1742 |
| Серная кислота ($H_{2}SO_{4}$), 92% | 1866 | 1845 | 1824 | 1803 | 1783 | 1765 | 1744 | 1723 |
| Серная кислота ($H_{2}SO_{4}$), 75% | 1709 | 1689 | 1669 | 1650 | 1632 | 1614 | 1597 | 1580 |
| Серная кислота ($H_{2}SO_{4}$), 60% | 1532 | 1515 | 1498 | 1482 | 1466 | 1450 | 1434 | 1418 |
| Сероуглерод ($CS_{2}$) | 1323 | 1293 | 1263 | 1233 | 1200 | 1165 | 1125 | 1082 |
| Соляная кислота, ($HCl \cdot H_{2}O$) 30% | 1173 | 1161 | 1149 | 1138 | 1126 | 1115 | 1103 | 1090 |
| Толуол, ($C_{7}H_{8}$) | 902 | 884 | 866 | 847 | 828 | 808 | 788 | 766 |
| Уксусная кислота, ($CH_{3}COOH$) 100% | — | 1072 | 1048 | 1027 | 1004 | 981 | 958 | 922 |
| Уксусная кислота, ($CH_{3}COOH$) 50% | — | 1074 | 1058 | 1042 | 1026 | 1010 | 994 | 978 |
| Фенол (расплавленный) | — | — | 1075 | 1058 | 1040 | 1022 | 1003 | 987 |
| Хлорбензол ($C_{6}H_{5}Cl$) | 1150 | 1128 | 1107 | 1085 | 1065 | 1041 | 1021 | 995 |
| Хлороформ ($CHCl_{3}$) | 1563 | 1526 | 1489 | 1450 | 1411 | 1380 | 1326 | 1280 |
| Четыреххлористый углерод, фреон-10, хладон-10 ($CCl_{4}$) | 1670 | 1633 | 1594 | 1556 | 1517 | 1471 | 1434 | 1390 |
| Этилацетат, этиловый эфир уксусной кислоты ($С_{4}H_{8}O_{2}$) | 947 | 924 | 901 | 876 | 851 | 825 | 797 | 768 |
| Этиловый спирт, ($С_{2}H_{5}OH$) 100% | 823 | 806 | 789 | 772 | 754 | 735 | 716 | 693 |
| Этиловый спирт, ($С_{2}H_{5}OH \cdot H_{2}O$) 80% | — | 857 | 843 | 828 | 813 | 797 | 783 | 768 |
| Этиловый спирт, ($С_{2}H_{5}OH \cdot H_{2}O$) 60% | — | 904 | 891 | 878 | 864 | 849 | 835 | 820 |
| Этиловый спирт, ($С_{2}H_{5}OH \cdot H_{2}O$) 40% | — | 947 | 935 | 923 | 910 | 897 | 885 | 872 |
| Этиловый спирт, ($С_{2}H_{5}OH \cdot H_{2}O$) 20% | — | 977 | 969 | 957 | 946 | 934 | 922 | 910 |
Температура — наибольшая плотность — вода
Температура наибольшей плотности воды понижается с увеличением давления. Так, при нормальном барометрическом давлении ( 760 мм рт. ст.) наибольшая плотность имеет место при 4 С, при давлении же /) 41 6 am температура наибольшей плотности будет 3 3 С, а при р — 144 9 am — всего t 0 6 С.
Вследствие этого большие толщи воды сравнительно легко прогреваются солнечными лучами лишь до температуры наибольшей плотности воды; дальнейшее прогревание нижних слоев идет крайне медленно. Наоборот, охлаждение воды до температуры наибольшей плотности идет сравнительно быстро, а затем процесс охлаждения замедляется.
Вследствие этого большие толщи воды сравнительно легко прогреваются солнечными лучами лишь до температуры наибольшей плотности воды; дальнейшее прогревание нижних слоев идет крайне медленно. Наоборот, охлаждение Воды до температуры наибольшей плотности идет сравнительно быстро, а затем процесс охлаждения замедляется.
Литр представляет собой постоянный объем, который для физических и химических целей обычно измеряют стеклянными сосудами. Для удобства измерения определение объема производится не при 4 — температуре наибольшей плотности воды, но при 15, 17 5, 20 или 28 С. Так как термическое расширение стекла увеличивает объем стеклянного сосуда приблизительно на 1 / 40000 на каждый градус повышения температуры, то черта на шейке измерительной колбы ставится тем ниже, чем выше температура, для которой предназначен сосуд.
Эти данные относятся к пресной ( химически чистой) воде. У морской воды наибольшая плотность наблюдается примерно при 3 С. Увеличение давления тоже понижает температуру наибольшей плотности воды.
За единицу объема жидкостей принимают теоретически 1 литр или 1 миллилитр — 0 001 литра — практически равный одному кубическому сантиметру. Точнее, 1 литр равен 1000 028см3, но в химической практике можно считать 1 см3 1 мл. Теоретически калибровка посуды должна производиться при 4 С, температуре наибольшей плотности воды. Практически же лабораторная посуда калибруется на истинные литры или миллилитры и их части при 15 и 17 5, а в последнее время при 20, так как по международному соглашению температура 20 принята за нормальную.
|
Мерные колбы. |
Тысячная доля литра называется миллилитром и обозначается мл. Один миллилитр равен 1 000028 куб. В практике химического анализа объемы растворов выражают в литрах или миллилитрах. В лабораторных условиях температура обычно не соответствует температуре наибольшей плотности воды ( 3 98), поэтому при расчетах концентрации растворов пользуются нормальным литром — объемом, который при 20 занимает объем истинного литра.
Самое распространенное на поверхности Земли вещество — вода — имеет особенность, отличающую ее от большинства других жидкостей. Она расширяется при нагревании только свыше 4 С. От 0 до 4 С объем воды, наоборот, при нагревании уменьшается. Таким образом, наибольшую плотность вода имеет при 4 С. Эти данные относятся к пресной ( химически чистой) воде. У морской воды наибольшая плотность наблюдается примерно при 3 С. Увеличение давления тоже понижает температуру наибольшей плотности воды.
Список источников
- www.ngpedia.ru
- sitewater.ru
- studbooks.net
- all-about-water.ru
Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.
Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град). Теплопроводность воды в зависимости от температуры
| t, °С | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | |
| λ, Вт/(м·град) | 0,569 | 0,572 | 0,574 | 0,587 | 0,599 | 0,609 | 0,618 | 0,627 | 0,635 | 0,648 |
| t, °С | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
| λ, Вт/(м·град) | 0,654 | 0,659 | 0,664 | 0,668 | 0,671 | 0,674 | 0,677 | 0,68 | 0,682 | 0,683 |
Плотность воды: аномалия
Аномалия заключается в том, что жидкое состояние увеличивает плотность до температуры в 4°С, а далее — понижается. Другими словами, именно в этом отрезке вода достигает максимальной плотности. Но в других агрегатных состояниях параметр становится на порядок ниже: у пара его сложно рассчитать, он практически невесомый, а лёд и снег меньше почти на 100 кг.
Аномалии плотности воды вызывают следующие явления:
- заморозка приводит к расширению, отсюда объем возрастает, но плотность снижается;
- плотность льда ниже, чем концентрация в жидком состоянии, несмотря на одинаковый источник — воду;
- вода имеет низкий коэффициент расширения и сжатия.
Отклонение в полной мере демонстрируется на примере льда. Он не тонет, поскольку его плотность меньше, чем у воды. Аналогичная ситуация складывается со снегом — он плавает на поверхности, пока не растает. При смешивании талой воды с обычной на поверхности появляются видимые разводы — это эффект смешивания, когда жидкость набирает аналогичную концентрацию. Однако в похожей ситуации с топливом или маслами такое не пройдет, они останутся на поверхности. Растаявший снег всё ещё вода, а другие жидкости ей не станут.
Свойство плотности имеет большое значение для живых организмов. Из-за него водоемы промерзают сверху вниз, позволяя выжить находящимся подо льдом формам жизни. Уникальные характеристики воды с её тремя состояниями только подтверждают мысль, что природа полностью гармонична.
Теплопроводность воды в зависимости от температуры и давления
В таблице приведены значения теплопроводности воды и водяного пара при температурах от 0 до 700°С и давлении от 1 до 500 атм.
Как известно, вода при атмосферном давлении закипает и переходит в пар при температуре 100°С. Коэффициент теплопроводности воды в этих условиях равен 0,683 Вт/(м·град). При увеличении давления растет и температура кипения воды (закон Клапейрона — Клаузиуса). По данным таблицы видно, при давлении в 100 раз выше атмосферного (100 бар) вода находится в виде пара при температуре от 310°С и имеет теплопроводность 0,523 Вт/(м·град).
Таким образом, следует отметить, что изменение давления влияет как на температуру кипения воды, так и на величину ее теплопроводности. Высокая теплопроводность воды достигается за счет роста давления — при повышении давления коэффициент теплопроводности воды увеличивается. Например, при давлении 1 бар и температуре 20°С вода имеет теплопроводность, равную 0,603 Вт/(м·град). При росте давления до 500 бар теплопроводность воды становится равной 0,64 Вт/(м·град) при этой же температуре.
Источник
Значения других единиц, равные введённым выше
открыть
свернуть
Метрическая система
|
плотность воды при 0°C → тонна на кубометр (т/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на кубометр (кг/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на кубометр (г/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на кубометр (мг/м³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на литр (кг/л) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на литр (г/л) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на литр (мг/л) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на кубический дециметр (кг/дм³) |
|
плотность воды при 0°C → грамм на кубический дециметр (г/дм³) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на кубический дециметр (мг/дм³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на кубический сантиметр (кг/см³) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на кубический сантиметр (г/см³) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на кубический сантиметр (мг/см³) |
|
|
плотность воды при 0°C → килограмм на миллилитр (кг/мл) |
|
|
плотность воды при 0°C → грамм на миллилитр (г/мл) |
|
|
плотность воды при 0°C → миллиграмм на миллилитр (мг/мл) |
Единицы:
тонна на кубометр
(т/м³)
/
килограмм на кубометр
(кг/м³)
/
грамм на кубометр
(г/м³)
/
миллиграмм на кубометр
(мг/м³)
/
килограмм на литр
(кг/л)
/
грамм на литр
(г/л)
/
миллиграмм на литр
(мг/л)
/
килограмм на кубический дециметр
(кг/дм³)
/
грамм на кубический дециметр
(г/дм³)
/
миллиграмм на кубический дециметр
(мг/дм³)
/
килограмм на кубический сантиметр
(кг/см³)
/
грамм на кубический сантиметр
(г/см³)
/
миллиграмм на кубический сантиметр
(мг/см³)
/
килограмм на миллилитр
(кг/мл)
/
грамм на миллилитр
(г/мл)
/
миллиграмм на миллилитр
(мг/мл)
открыть
свернуть
Британские и американские единицы
|
плотность воды при 0°C → фунты на кубический ярд (lb/yd³) |
|
|
плотность воды при 0°C → фунты на кубический фут (lb/ft³) |
|
|
плотность воды при 0°C → фунты на кубический дюйм (lb/in³) |
|
|
плотность воды при 0°C → фунты на галлон США (lb/gal) |
|
| плотность воды при 0°C → фунты на британский галлон | |
| плотность воды при 0°C → фунты на бушель США |
|
плотность воды при 0°C → унции на кубический ярд (oz/yd³) |
|
|
плотность воды при 0°C → унции на кубический фунт (oz/ft³) |
|
|
плотность воды при 0°C → унции на кубический дюйм (oz/in³) |
|
|
плотность воды при 0°C → унции на галлон США (oz/gal) |
|
| плотность воды при 0°C → унции на британский галлон | |
| плотность воды при 0°C → унции на бушель США |
Единицы:
фунты на кубический ярд
(lb/yd³)
/
фунты на кубический фут
(lb/ft³)
/
фунты на кубический дюйм
(lb/in³)
/
фунты на галлон США
(lb/gal)
/
фунты на британский галлон
/
фунты на бушель США
/
унции на кубический ярд
(oz/yd³)
/
унции на кубический фунт
(oz/ft³)
/
унции на кубический дюйм
(oz/in³)
/
унции на галлон США
(oz/gal)
/
унции на британский галлон
/
унции на бушель США
открыть
свернуть
Английские инжернерные и британские гравитационные единицы
|
плотность воды при 0°C → Слаг на кубический ярд (slug/yd³) |
|
плотность воды при 0°C → Слаг на кубический фут (slug/ft³) |
|
|
плотность воды при 0°C → Слаг на кубический дюйм (slug/in³) |
Единицы:
Слаг на кубический ярд
(slug/yd³)
/
Слаг на кубический фут
(slug/ft³)
/
Слаг на кубический дюйм
(slug/in³)
открыть
свернуть
Естественнные единицы
В физике естественные единицы измерения базируются только на фундаментальных физических константах. Определение этих единиц никак не связано ни с какими историческими человеческими построениями, только с фундаментальными законами природы.
|
плотность воды при 0°C → планковская плотность (L⁻³M) |
Единицы:
планковская плотность
(L⁻³M)
открыть
свернуть
Плотности различных веществ
Это лишь несколько примеров. Все плотности даны для стандартных условий температур и давления.
| плотность воды при 0°C → плотность воздуха на уровне моря | |
| плотность воды при 0°C → плотность воды при 0°C | |
| плотность воды при 0°C → плотность воды при 4°C | |
| плотность воды при 0°C → плотность воды при 100°C | |
| плотность воды при 0°C → плотность льда | |
| плотность воды при 0°C → плотность алмаза |
| плотность воды при 0°C → плотность железа | |
| плотность воды при 0°C → плотность меди | |
| плотность воды при 0°C → плотность серебра | |
| плотность воды при 0°C → плотность свинца | |
| плотность воды при 0°C → плотность золота | |
| плотность воды при 0°C → плотность платины |
Единицы:
плотность воздуха на уровне моря
/
плотность воды при 0°C
/
плотность воды при 4°C
/
плотность воды при 100°C
/
плотность льда
/
плотность алмаза
/
плотность железа
/
плотность меди
/
плотность серебра
/
плотность свинца
/
плотность золота
/
плотность платины
Опытное подтверждение
Рассмотрим опыт, представленный на рисунке 1.
Рисунок 1. Взвешивание двух одинаковых тел, состоящих из разных веществ.
Возьмем два одинаковых цилиндра: они одинаковой формы и объема, но изготовлены из разных материалов.
Один сделан из алюминия, а другой из свинца. Поместим их на разные чаши весов.
В итоге, мы увидим, что масса цилиндра из алюминия будет почти в 4 раза меньше массы цилиндра из свинца.
На рисунке изображены 3 тела массой 100 г: лед, железо и золото.
Рисунок 2. Тела одинаковой массы, но состоящие из разных веществ.
Здесь представлены тела одинаковой массы, но взгляните на их объем. Объем льда будет почти в 8,5 раз больше объема куска железа той же массы. А объем золота будет почти в 3 раза меньше объема железа.
Практическое применение
Из учебников химии и физики вычисляют уровень плотности по формуле. Но также это можно сделать, используя онлайн-систему.
Значение показателя
Окружающий мир состоит из разных веществ.
Скамейка в парке или баня за городом сооружены из древесины, подошва утюга, сковорода выполнены из металла, покрышка колеса, велосипеда — из резины. Каждый предмет имеет свой вес.
Черные дыры Вселенной составляют наибольшую плотность 1014 кг/м3. Самый низкий показатель имеет область между Галактиками (2•10−31—5•10−31 кг/м³).
Таблица плотности веществ
| Вещество | Плотность (кг/м3) |
| Сухой воздух | 1,293 |
| Металлы | |
| Осмий | 22,61 |
| Родий | 12,41 |
| Иридий | 22,56 |
| Плутоний | 19,84 |
| Палладий | 12,02 |
| Свинец | 11,35 |
| Платина | 19,59 |
| Золото | 19,30 |
| Сталь | 7,8 |
| Алюминий | 2,7 |
| Медь | 8,94 |
| Газы | |
| Азот | 1,25 |
| Аммиак | 0,771 |
| Аргон | 1,784 |
| Жидкий водород | 70 |
| Гелий в жидком состоянии | 130 |
| Водород | 0,09 |
| Водяной пар | 0,598 |
| Воздух | 1,293 |
| Хлор | 3,214 |
| О2 | 1,429 |
| Углекислый газ | 1,977 |
| Остальные вещества | |
| Тело человека | На вдохе 940-990, при выдохе — 1010-1070 |
| Пресная вода | 1000 |
| Солнце | 1410 |
| Гранит | 2600 |
| Земля | 5520 |
| Железо | 7874 |
| Бензин | 710 |
| Керосин | 820 |
| Молоко | 1040 |
| Этанол | 789 |
| Ацетон | 792 |
| Морская вода | 1030 |
| Древесина | |
| Пихта | 0,39 |
| Ива | 0,46 |
| Ель | 0,45 |
| Сосна | 0,52 |
| Дуб | 0,69 |
Способы расчета и примеры
В сети Интернет существует множество приложений для онлайн-расчета плотности веществ или материалов. В стандартные поля калькулятора вводится основная информация: масса, объем, единицы измерения. Плотность вычисляется автоматически по заданным параметрам и выводится на экран интерфейса. Можно перевести информативные данные в нужную единицу измерения.
Без использования учебной информации показатель П можно определить через физические опыты. Для лабораторных изучений нужны весы, сантиметр, если исследуемое тело находится в твердом состоянии. Для жидкости необходима колба.
Сначала измеряют объем тела, записывая результат по цифровой шкале (в сантиметрах или миллилитрах).
Вычисляя объем деревянного бруска квадратной формы, параметр стороны возводится в третью степень. Измеряя объемные характеристики, тело ставят на весы и записывают значение массы. Рассчитывая жидкое состояние, учитывают массу сосуда, куда помещено исследуемое. В формулу подставляют данные и рассчитывают показатель.
Поскольку П измеряется в кг/л или в г/см³, то иногда приходится пересчитывать одни величины в другие.
Пример 1:
Необходимо найти плотность молока, если 350 г занимают 100 см3. Для решения используют формулу, где масса делится на объем.
Решение: P=m/V = 350/100= 3,5 г/см3.
Пример 2:
Необходимо определить П мела, если масса большого куска объемом 20 см3 составляет 48 грамм. П выразить в кг/м3 и вг/см3.
Решение:
Нужно перевести см3 в кубические метры, а граммы — в килограммы.
V = 20см3= 0,00002 м3.
M= 48 г = 0,048 кг.
Плотность мела составляет 0,048 кг/0,00002 м3 = 2400 кг/м3.
Выражаем в г/см3: 2400 кг/м3 = 2400*1000/1000000 см3 = 2,4 г/см3.
Один килограмм равен 1000 грамм, один кубический метр (1м3) содержит 1000000 см 3. Плотность получится 2,4 г/см3или 2400 кг/м3.
Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении
В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.
Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град). Теплопроводность воды в зависимости от температуры
| t, °С | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | |
| λ, Вт/(м·град) | 0,569 | 0,572 | 0,574 | 0,587 | 0,599 | 0,609 | 0,618 | 0,627 | 0,635 | 0,648 |
| t, °С | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
| λ, Вт/(м·град) | 0,654 | 0,659 | 0,664 | 0,668 | 0,671 | 0,674 | 0,677 | 0,68 | 0,682 | 0,683 |
