Što je gustoća vode je termin koji se odnosi na masu volumena određenog volumena vode. Gustoća utječe na fizičke i kemijske karakteristike vode i uglavnom se izražava u kilogramima po litri.
Gustoća vode je relacija mase volumena tekućine i volumena njezina prostora. To je stupanj koncentracije neke tvari u određenom volumenu. Gustoća vode uobičajeno iznosi oko 1 g / cm³, a može se promijeniti ovisno o temperature i pritisku.
Sadržaj
Fizikalne karakteristike gustoće vode
Gustoća vode je njezina sposobnost da se stisne u usku prostor. To je fizikalna svojstva koja određuje volumen i masu tekućine. Gustoća vode je izražena kao omjer mase iste količine vode do njene volumene. Najčešće je dana u kg/m3, no također se može davati i u g /cm3 ili oz /galon. Gustoća obične destilirane vode je zapravo 1kg /m3 u temperaturi od 4°C, no postoje odstupanja ovisno o temperaturi i ostalim čimbenicima.
Gustoća vode se mijenja s temperaturom, povećava se sa rastom temperature do 4°C, a zatim pada s porastom temperature iznad 4°C. To je zbog činjenice da molekule vode postaju manje gušće pri većim temperaturama jer se molekule počinju kretati brže i otvarati prostor jedna drugoj. Također, gustoća može biti utjecana drugim kemijskim sastojcima poput soli koja razrjeđuju vodu i smanjuju njezinu gustoću.
Gustoča obične destilirane vode varira od 0,9982 g/cm3 pri 0°C do 0,9977 g/cm3 pri 100°C. No to su samo neke od karakteristika gustoče; također možete istražiti druge faktore koji mogu utjecati na gustoču na neki način.
Kako se mjeri gustoća vode?
Gustoća vode mjeri se koristeći instrument zvan hidrometar. Ovaj uređaj omogućuje određivanje specifične težine vode. Specifična težina je omjer težine jednog volumena vode i volumena jednakog volumena izotonske otopine natrijevog klorida. Uobičajeni metar za mjerenje gustoće vode je oksimetar, koji se sastoji od četiri stupca sa svim potrebnim informacijama za dobivanje točne procjene gustoće vode.
Kada se upotrijebi hidrometar, odgovarajući stupac mora biti postavljen u probnu posudu koja sadrži uzorak vode. Zatim je potrebno ispuniti stupac do oznake koja odgovara specifičnoj težini vode iz uporabljenog uzorka. Na kraju, prema podacima prikazanim na stupcu, može se izračunati gustoća vode tako što će se brojka na skali usporediti s tablicom podataka za točnu procjenu gustoće vode.
Utjecaj temperature na gustoću vode
Gustoća vode je njezina masa po volumenu. Gustoća se mijenja sa promjenom temperature. Što je temperatura vode veća, to je gustoća manja. To je zato što molekule vode rastu kada se zagriju. Kao rezultat toga, manje molekula će biti u istom volumenu zbog čega će biti manje gusta. Tijekom hlađenja, molekule se smanjuju i gustoća se povećava. To omogućava da se odredi koliko će se gustoća povećati ili smanjiti s promjenom temperature.
Temperatura 0°C je točka ledenja za vodu i ta temperatura je najveći dio gustoće (999,974 kg / m ^ 3). S porastom temperature od 0 ° C do 4 ° C, gustoče vode postupno opada do najnižeg nivoa od 999,972 kg / m ^ 3 pri 4°C. Nakon 4°C dolazi do porasta u gustoči zbog smanjenja volumena molekula – od 4°C do 10°C, gustoče raste i doseže maksimum od 1000,0007 kg / m ^ 3 pri 10°C. Nakon 10 ° C, temperatura ponovno počinje opadati i doseže 1000 kg / m ^ 3 kod 30 ° C te 999,846 kg / m ^ 3 pri 40 ° C i 40 ° C.
Kako temperatura raste iznad 40°C, dolazi do postupnog pada temperature pa tako i gustoče – od 40 ° C do 100 ° C ova gustoča postupno opada na 958,4 kg / m ^ 3 u 100°c i nepromijenjenoj temperaturi od 100°c pa na više.. Ovo stanje ostaje isto sve do 212°c gdje dolazi do točke ključanja te daljnjeg padanja uzrokovanog para vodene pare koja istiskuje ostale molekule pa time smanjuje gustoču pa tako dodatni pad tempreature ne utjece na veliki pad gustoče već sam par vodene pare utjece na veliki pad.
Utjecaj soli na gustoću vode
Gustoća vode značajno se mijenja kada se dodaju soli. Ova promjena je zbog djelovanja soli na molekule vode, što dovodi do promjene gustoće. Gustoća je određena brojem molekula u određenom volumenu, pa će povećanje broja molekula uzrokovati povećanje gustoće.
Kada se sol dodaje u vodu, ionizira se i stvara positivne i negativne ionizirane čestice. Te čestice obuhvaćaju molekule vode i stvaraju tzv. solne mikročestice, koje su veće od običnih molekula vode. To znači da će postojati manje molekula u istom volumenu, što rezultira smanjenjem gustoće.
Međutim, nakon što se rastvori dovoljno soli, ona počinje ometati svoje međusobno djelovanje, što rezultira stvaranjem većih čestica koje zauzimaju više prostora u smjesi sol-voda. To zauzimanje prostora dovodi do povećanja broja molekula po volumenu i stoga do povećanja gustoće. Stoga je potrebno više soli nego što je potrebno da bi se rastopila kako bi se postiglo povećanje gustoće tekućine.
Količina soli koja je potrebna da bi se postiglo povećanje gustoče ovisit će o temperaturi i specifičnom gravitacijskom djelovanju otopine – to jest omjeru mase otopine prema masi iste količine čiste destilirane vode na istoj temperaturi – nazvanom specifični gravitacijski faktor (SG). Stoga, ako želite postaviti preciznu razinu pH-a ili SG-a u tekućini, morat ćete procijeniti koliko soli treba dodati da biste postigli željenu razinu i prilagoditi još neke parametre poput temperature koja možda utječe na SG ili pH-a tekućine.
Primjeri primjene gustoće vode
Gustoća vode je mjera koncentracije tvari u tekućini. Gustoću vode koristimo za mnoge različite svrhe, uključujući mjeru njezinih fizičkih svojstava. Najčešće je gustoća vode korištena za određivanje količine tvari u tekućini, što se može iskoristiti za određivanje specifične gravitacije. Ova mjera može se koristiti i za određivanje masenog broja čestica u vodi ili drugim tekućinama. Gustoću vode možemo iskoristiti i kao pokazatelja otpornosti na promjenu temperature, pomoću čega se određuju temperaturne granice pohranjenih proizvoda, te se mogu napraviti predviđanja toka topline unutar sustava. Također, gustoća vode može biti upotrijebljena i za određivanje pH razine različitih rastvora, a onda se ovi podaci mogu iskoristiti za pravilno doslaganje alkalnih ili kiselih tvari. Primjerice, ako imamo baznu tvar i želimo da ocijenimo njenu reakciju s nekom drugom tvari, važno je da imamo točan podatak o gustoći baze prije nego što počnemo s eksperimentom.
Gustoću vode mogu koristiti i ribolovci pri odabiru najuspješnijeg mamca da bi privukli ribu. Također, mogu se upotrijebiti da bi se utvrdilo postoji li prometna gužva na nekoj lokaciji jer gustoća vode može biti ovisna o broju putnika na tim područjima. Gustoći vodenih para također se može prilagoditi prema potrebama procesiranja proizvoda u preradnim tvornicama ili drugim industrijski procesima gdje su potrebne visoke temperature stvaranja para radi uspješnog funkcioniranja postrojenja.
Gustoća vode je važna stavka koja treba biti uzeta u obzir prilikom planiranja gradskih kanalizacijskih sustava jer ona utječe na brzinu protoka tekućina unutar kanala i omogućava točnu procjenu volumena protoka unutar kanala. Istovremeno, gustoćom protoka protoka kanala dolazi do precizne procjene izlaza otpadnih materijala unutar kanala što je važno zbog sigurnosti okoliša i državnih propisa vezanih za upravljanje otpadnim materijalima.
Gustoćom vode često se služimo i prilikom istraživanja oceanografskog okoliša jer ona omogućava bolji pregled distribucije mineralnih soli unutar mora, pa čak i duboko podmorskih slojeva mora. Ova informacija je od presudne važnosti jer nam omogućava da bolje shvatimo utjecaj mineralnih soli na šire okolišne parametre poput pH razine mora ili slobodnih radikala kisika.
Gustota vodene para omogućava preciznu procjenu trenutačne temperaturć mehaničke energije koja djelomično utjece na protok tople energije unutrašnjo podrućju sustava. U tom smislu ovaj parametar je osjetljiv na velike promene temperature unutarnji sustav bez obzira netko planira da postigne najbolji efekt hlađenja ili grijanja sustav.
0 Comments