Плотность воды | Геологическая служба США
• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы свойств воды •
Плотность воды
Если вы еще учитесь в школе, вы, вероятно, слышали это утверждение на уроках естествознания: » Плотность – это масса единица объема вещества». На Земле вы можете предположить, что масса равна весу, если это упрощает задачу.
Если вы еще не учитесь в школе, то вы, вероятно, забыли, что вообще когда-либо слышали это. Определение плотности имеет гораздо больше смысла с небольшим объяснением. Пока объект состоит из молекул и, следовательно, имеет размер или массу, он имеет плотность. Плотность — это просто вес выбранного количества (объема) материала. Общепринятой единицей измерения плотности воды является грамм на миллилитр (1 г/мл) или 1 грамм на кубический сантиметр (1 г/см 9 ).0013 3 ).
На самом деле точная плотность воды на самом деле не 1 г/мл, а немного меньше (очень, очень немного меньше), 0,9998395 г/мл при 4,0° Цельсия (39,2° по Фаренгейту). Однако чаще всего вы будете видеть округленное значение 1 г/мл.
Плотность воды зависит от температуры
Расти со старшим братом было трудно, особенно когда к нему приходили его друзья, потому что их любимым занятием было думать о том, как насолить мне. Однако однажды я смог использовать плотность воды, чтобы, по крайней мере, подшутить над ними. В один из жарких летних дней они забрались на огромный холм рядом с нашим домом, чтобы выкопать яму, чтобы спрятать свою коллекцию бутылочных крышек. Им захотелось пить, и они заставили меня вернуться домой и принести им галлон воды. Этот галлон водопроводной воды при температуре 70°F весил 8,329.фунтов, что было много для 70-фунтового ребенка, чтобы подняться на огромный холм.
Итак, когда они потребовали еще галлон воды, я заглянул в «Интернет» того дня — энциклопедию — и узнал, что галлон воды с температурой кипения весит всего 7,996 фунта! Я взбежал на холм, неся свой галлон воды, который весил на 0,333 фунта меньше; и побежали вниз еще быстрее, их сердитые голоса затихли позади меня.
Температура (°F/°C) | Плотность (грамм/см 3 | Вес (фунт/фут 3 |
---|---|---|
32°F/0°C | 0,99987 | 62.416 |
39,2°F/4,0°C | 1.00000 | 62.424 |
40°F/4,4°C | 0,99999 | 62.423 |
50°F/10°C | 0,99975 | 62.408 |
60°F/15,6°C | 0,99907 | 62.366 |
70°F/21°C | 0,99802 | 62.300 |
80°F/26,7°C | 0,99669 | 62.217 |
90°F/32,2°C | 0,99510 | 62.118 |
100°F/37,8°C | 0,99318 | 61,998 |
120°F/48,9°C | 0,98870 | 61.719 |
140°F/60°C | 0,98338 | 61.386 |
160°F/71,1°C | 0,97729 | 61. 006 |
180°F/82,2°C | 0,97056 | 60.586 |
200°F/93,3°C | 0,96333 | 60.135 |
212°F/100°C | 0,95865 | 59.843 |
Источник: Министерство внутренних дел США, Бюро мелиорации, 1977 г., Руководство по грунтовым водам , с
The Water Encyclopedia, Third Edition, Hydrological Data and Internet Resources, Edited Pedro Fierro, Jr.
and Evan K. Nyler, 2007
Лед менее плотный, чем вода
Если вы посмотрите на это изображение, вы увидите, что некоторые айсберга находится ниже уровня воды. Это не удивительно, но на самом деле почти весь объем айсберга находится ниже ватерлинии, а не над ней. Это связано с тем, что плотность льда меньше плотности жидкой воды. При замерзании плотность льда уменьшается примерно на 9процентов.
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Большая часть айсберга находится ниже поверхности воды.
Лучший способ представить себе, как вода может иметь разную плотность, — это посмотреть на замерзшую воду. Лед на самом деле имеет совсем другую структуру, чем жидкая вода, в которой молекулы выстраиваются в правильную решетку, а не более беспорядочно, как в жидкой форме. Бывает, что решетчатое устройство позволяет молекулам воды быть более разбросанными, чем в жидкости, и, таким образом, лед менее плотен, чем вода. Опять же, к счастью для нас, так как мы не услышали бы восхитительного звона кубиков льда о стенку стакана, если бы лед в нашем чае со льдом опустился на дно. Плотность льда около 90 процентов по сравнению с водой, но это может варьироваться, потому что лед также может содержать воздух. Это означает, что около 10 процентов ледяного куба (или айсберга) будет находиться над ватерлинией.
Это свойство воды имеет решающее значение для всей жизни на Земле. Поскольку вода при температуре около 39 ° F (4 ° C) более плотная, чем вода при 32 ° F (0 ° C), в озерах и других водоемах более плотная вода опускается ниже менее плотной воды. Если бы вода была наиболее плотной в точке замерзания, то зимой очень холодная вода на поверхности озер опускалась бы, озеро могло бы замерзнуть снизу вверх. А поскольку вода является таким хорошим изолятором (из-за ее теплоемкость ), некоторые замерзшие озера летом могут не полностью оттаять.
Реальное объяснение плотности воды на самом деле более сложное, поскольку плотность воды также зависит от количества растворенного в ней вещества. Вода в природе содержит минералы, газы, соли и даже пестициды и бактерии, некоторые из которых растворены. Чем больше вещества растворяется в галлоне воды, тем больше этот галлон будет весить и становиться более плотным — океанская вода плотнее чистой воды.
Источники/использование: общественное достояние.
Тяжелые кубики льда опускаются на дно стакана с водой, а обычные плавают.
Авторы и права: Майк Уокер
Мы говорили, что лед плавает на воде, но как насчет «тяжелого льда»?
Мы уже говорили, что лед плавает на воде, потому что он менее плотный, но лед особого вида может быть более плотным, чем обычная вода. «Тяжелый лед» на 10,6% плотнее обычной воды, потому что лед состоит из «тяжелой воды». Тяжелая вода, Д 2 O вместо H 2 O — это вода, в которой оба атома водорода заменены дейтерием, изотопом водорода, содержащим один протон и один нейтрон. Тяжелая вода действительно тяжелее обычной воды (которая естественным образом содержит небольшое количество молекул тяжелой воды), и лед из тяжелой воды тонет в обычной воде.
Измерение плотности
Источники/использование: общественное достояние.
Ареометр используется для измерения плотности жидкости.
Прибор для измерения плотности жидкости называется ареометром. Это одно из самых простых научно-измерительных устройств, и вы даже можете сделать его сами из пластиковой соломинки (см. ссылки ниже). Однако чаще он сделан из стекла и очень похож на термометр. Он состоит из цилиндрического стержня и утяжеленной груши на дне, чтобы держать его в вертикальном положении. Ареометр осторожно опускают в измеряемую жидкость до тех пор, пока ареометр не начнет свободно плавать. На устройстве есть выгравированные или отмеченные линии, чтобы пользователь мог видеть, насколько высоко или низко плавает ареометр. В менее плотных жидкостях ареометр будет плавать ниже, а в более плотных — выше. Поскольку вода является «стандартом», по которому измеряются другие жидкости, отметка для воды, вероятно, обозначена как «1.000»; следовательно, удельный вес воды при температуре около 4°C равен 1.000.
Ареометры имеют множество применений, не последним из которых является измерение солености воды на уроках естествознания в школах. Они также используются в молочной промышленности для оценки содержания жира в молоке, поскольку молоко с более высоким содержанием жира будет менее плотным, чем молоко с меньшим содержанием жира. Ареометры часто используются людьми, которые делают пиво и вино дома, поскольку они показывают, сколько сахара находится в жидкости, и позволяют пивовару узнать, как далеко зашел процесс брожения.
Сделайте свой собственный ареометр:
- Научно-ярмарочный проект «Ареометр»
- Изготовление и использование ареометра
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Как вы думаете, много ли вы знаете о свойствах воды?
Пройдите наш интерактивный тест на определение истинности/неверности свойств воды и проверьте свои знания о воде.
Как сделать холодный компресс, а также применение и многое другое
Преимущества
Лед может уменьшить отек и воспаление, а также помочь остановить кровотечение. Холод ограничивает кровообращение, что, в свою очередь, может притупить боль. Это также может помочь ограничить появление синяков.
Вы можете хранить быстрорастворимые холодные компрессы в домашней аптечке или в машине на случай непредвиденных обстоятельств. Мгновенные холодные компрессы содержат химические вещества, которые активируются, когда вы сжимаете пакет.
Вы также можете делать холодные компрессы из материалов, которые найдете прямо у себя дома. Даже если вы не любите лед в своих напитках, хранение дополнительного количества льда в морозильной камере может быть хорошей идеей. Это потому, что лед может помочь вам сделать холодный компресс быстро, легко и недорого.
Читайте дальше, чтобы узнать все о том, когда использовать холодный компресс, как его сделать и как долго его использовать.
Чтобы сделать холодный компресс самостоятельно, вам понадобятся:
- лед (или замороженные овощи)
- тряпка для мытья посуды
- вода
- полиэтиленовый пакет
- полотенце
9 кубиков льда Step a 9 4:00 сумка. Вы также можете заменить лед пакетом с замороженными продуктами. Лучше использовать овощи меньшего размера, чтобы пакет хорошо сидел на вашей коже. Если вам нужно использовать пакет с замороженными продуктами, заполните лотки для кубиков льда тем временем. Таким образом, у вас будет резервная копия, когда пакет с замороженными продуктами оттает.
Вы также можете использовать полотенце для холодного компресса, если у вас нет льда :
- Смочите полотенце холодной водой и поместите его в закрывающийся пластиковый пакет.
- Положите пакет в морозильную камеру на 15 минут.
Холодные компрессы из влажных полотенец могут быть более удобными для чувствительных зон, таких как глаза.
Шаг 2: Смочите мочалку холодной водой и оберните ею пластиковый пакет со льдом. Вы также можете окунуть тряпку в ванну со льдом, если считаете, что она не слишком холодна для вашей кожи.
Шаг 3: Положите самодельный компресс на кожу на 20 минут.
Шаг 4: Вытрите область полотенцем после того, как закончите. Вы также можете промокнуть кожу, держа на себе пакет со льдом. Лед может начать таять довольно быстро.
Повторное применение: При отечности повторно наложите компресс через два часа. Продолжайте делать это до тех пор, пока опухоль не исчезнет.
Помогает приложить лед к травме в течение первых 48 часов. Немедленное лечение лучше.
Избегайте использования холодных компрессов более 20 минут за один раз. Лучше всего чередовать 20 минут занятий и 20 минут отдыха. Вы можете держать глазурь в течение нескольких дней, если это необходимо. Нет определенного количества времени, в течение которого вам нужно остановиться. Однако подумайте о том, чтобы записаться на прием к врачу, если вы не видите улучшения в течение 48–72 часов.
Кроме того, обязательно выполните другие шаги в системе RICE, если у вас есть травма:
Вы можете положить холодный компресс на любое место тела, включая глаза, нижнюю часть спины, лоб и т. д. При травмах, которые не опасны для жизни, часто помогает холодный компресс. Лед может помочь облегчить боль от:
- Головная боль
- мышечные штаммы
- Панная боль
- мышечные растяжения
- Тендонит
- Feerrhors
- Eye Allergies 9023
- Hemorres
- Eye Allergies 9023
- Hemorres
- Eye Allergies 9023
- 22 Hemorres
- . Однако будьте осторожны при использовании пакетов со льдом для младенцев. Они могут не переносить такие низкие температуры. Вместо этого вы можете опустить тряпку под холодную воду и использовать ее.
Подробнее: Растяжения и деформации »
Использование холодных компрессов — один из самых простых способов лечения травм. Тем не менее, могут быть непреднамеренные побочные эффекты, если вы не используете компресс должным образом.
Запрещено
- Не прикладывайте лед непосредственно к коже. Он может прилипнуть к вам и обжечься, что приведет к дальнейшим травмам.
- Не прикладывайте лед к одной области слишком долго. Это может привести к обморожению.
- Не используйте холодный компресс при серьезных травмах. Ваше тело может претерпеть слишком много изменений, чтобы лед не приносил никакой пользы.
- Не прикладывайте лед к участкам со сниженной чувствительностью, например, при диабете или синдроме Рейно.
При долговременных травмах, таких как артрит, хронические раздражения и постоянная тугоподвижность суставов, лучше всего использовать тепло.