Densitet af vand er forholdet mellem masse og rumfang af vandet ved stuetemperatur er 998,2 kg/m³. Densiteten af ​​ethvert stof er defineret som mængden af ​​masse til stede i enhedsvolumenet af det givne stof.

For rent vand er densiteten 1 g/cm ³ eller 1000 kg/m ³ . Rent vands tæthed varierer med temperaturen og når sit højeste punkt ved en temperatur på 4 °C eller 1000 kg/m³.

Vandtætheden er maksimal ved 4 °C.

Hvad er tætheden af ​​vand?

Udtrykket tæthed refererer til, hvor meget volumen (plads) et objekt eller stof optager i forhold til mængden af ​​materiale, det indeholder (dens masse). En anden måde at tænke tæthed på er mængden af ​​masse pr. volumenenhed. En genstand med høj densitet er solid og kompakt. SI-enheden for massefylde er kg/m³og g/cm³i CGS-systemet. Det er en iboende egenskab ved stoffet.

Densitet af vand er 1 g/cm³hvilket ikke er en tilfældighed. Massefylde er forholdet mellem massen af ​​stoffet og det rumfang, det optager, brugt til at beregne massefylden af ​​1 g vand, der optager 1 cm³bind. Desuden påvirker lufttryk og atmosfærisk temperatur også, hvor tæt vand faktisk er.

sletning fra et binært søgetræ

Disse forskelle i tæthed er dog forholdsvis små, så du kan fortsætte med at bruge 1 g/cm³for vandtæthed, medmindre du skal lave meget specifikke beregninger, eller eksperimentet udføres i en tilstand med ekstreme temperaturer eller tryk.

Imidlertid er tætheden af ​​vand for forskellige metriske systemer angivet nedenfor:

Stoffet, hvis densitet er mindre end vand, flyder på vandet, og stoffet, hvis densitet er større end vand, synker i vandet.

Billedet nedenfor viser tre beholdere i den første beholder, tætheden af ​​korken er mindre end vand, så den flyder på vandet, i den anden beholder er træets tæthed næsten lig med vandet, så det bliver delvist nedsænket i vandet, og i den tredje beholder, tætheden af ​​kork er aluminium er større end vand, så det synker i vandet.

Husk, at disse tal for vandtæthed kun gælder for rent vand. Tætheden af ​​saltvand (som havene) varierer afhængigt af, hvor meget salt der er opløst i vandet. Densiteten af ​​havvand er normalt mellem 1,02 g/cm³og 1,03 g/cm³, hvilket er noget større end tætheden af ​​rent vand.

Vandets egenskaber

Vand er en mærkelig væske, det er den vigtigste væske for menneskers overlevelse. Forskellige egenskaber ved vand diskuteres nedenfor,

Formel for vandtæthed

Vandets massefylde beregnes ved hjælp af den normale massefyldeformel,

D = M/V

hvor,
D er vandets tæthed
M er massen af ​​vandet
I er vandets volumen

Vi ved det,

Ved stuetemperatur, hvis volumenet af vand er 1 ml, observeres dets masse som 0,995 gram. Nu er vandets tæthed,

D = masse/volumen

= 0,995/1
= 0,995 g/ml = 0,995 g/cm³

Lær mere om Massefylde og Vandets struktur og egenskaber

Hvordan beregnes tætheden af ​​vand?

En gradueret cylinder bruges til at beregne tætheden af ​​vand. En tom cylinder tages og vejes på en maskine. Dette giver os massen af ​​en tom gradueret cylinder, det vil sige m.

Nu fyldes den nødvendige mængde vand i cylinderen, og den vejes igen. Dette giver os massen af ​​den fyldte graduerede cylinder, det vil sige m'.

Nu ville forskellen mellem de beregnede masser give os vandmassen. Dermed,

Vandmasse (M) = m’ – m

Vandvolumen (V) findes ved at bruge markeringen på cylinderen. Det viser sig, at volumenet af vand er næsten lig med dets masse.

Så ved at bruge formlen for tæthed får vi,

ρ = Vandmasse/Vandvolumen

p = M/V [da masse (M) og volumen (V) er næsten lige store]

ρ = 1 g/ml

Det konkluderes, at vandtætheden er en konstant værdi, dvs. 1 g/ml eller 1 g/cm ³ .

Densitet af vand ved stuetemperatur

Ved stuetemperatur, dvs. ved en temperatur på 20 °C til 25 °C, er vandets massefylde 0,9982 g/cc eller 998,2 kg/m³. Massen af ​​vand er næsten lig med dets volumen ved stuetemperatur, og vandet forbliver i flydende form ved stuetemperatur. Havvand har forskellige salt og mineraler opløst i det, så dets tæthed er lidt højere end normalt vand. Normalt er tætheden af ​​havvand cirka 1027 kg/m³.

Faktorer, der påvirker densiteten af ​​vand

En række faktorer kan påvirke et stofs tæthed. Nogle af de faktorer, der påvirker vandtætheden, er anført nedenfor:

Vandtætheden er omkring 1 gram pr. kubikcentimeter (1 g/cm).³).

• Selvom forholdet beskrives som ikke-lineært og unimodalt snarere end monotont, er det temperaturafhængigt.
• Flydende vand har en tendens til at blive tættere, når det afkøles fra stuetemperatur, men det antages, at rent vand når sin maksimale tæthed ved omkring 4 °C og fra 4 °C til 0 °C øges vandtætheden, og denne adfærd kaldes den unormale vandets adfærd.
• Efterhånden som den køler mere, har den en tendens til at udvide sig og blive mindre tæt. Vand er således en mærkelig væske, der bliver tættere til et bestemt punkt ved afkøling og derefter begynder at udvide sig ved yderligere afkøling.

Densitet af vand ved forskellige temperaturskalaer

Følgende diagram viser tætheden af ​​vand (i gm/cm³) ved forskellige temperaturværdier (i °C)

Som det er observeret, har vand en densitet nøjagtigt lig med 1 gm/cm³kun ved 4°C. Det er også blevet observeret, at vandtætheden falder med stigningen i temperaturen. Is har en lavere massefylde end vand, hvilket forårsager et fald i vands massefylde. Dette er grunden til, at is flyder oven på vandet, og hvorfor isterninger ikke bare falder til bunden af ​​et glas vand, når du putter dem i det.

Unormal udvidelse af vand

Vand opfører sig unormalt ved opvarmning, dvs. dets ekspansion er ikke lineær. Dens massefylde steg først fra 0 °C til 4 °C, og derefter begyndte den at falde, efterhånden som dens volumen begyndte at stige.

sammensat primær nøgle

Nu er det tydeligt, at dens tæthed er maksimal ved 4 °C

Vandets maksimale tæthed er ved 4°C, hvilket er 1g/cm³eller 1000 kg/m³.

Densitet vs temperatur

Da dens massefylde ændrer sig med temperaturen, mangler vand en absolut massefylde. Den flydende form har en større densitet end den faste form. For at lære, hvordan tætheden varierer med temperaturen, se grafen over tæthed vs. temperatur vist nedenfor.

Vandmassefylde Maksimal ved 4 °C?

Vand er en mærkelig væske og opfører sig unormalt. Vandtætheden er maksimal ved 4 °C, og dette kan forklares som,

• Når vandet fryser, kommer dets partikler tæt på, indtil de når deres maksimale tæthed ved 4°C ved denne temperatur, er vandet kun i flydende tilstand.
• Efter dette sænker temperaturen yderligere, vandet har en tendens til at fryse og opnå en fast tilstand.
• Man kunne tro, at fast vand ville være tættere, men da vandet begyndte at fryse, får det en burlignende struktur, som til sidst øger vandets volumen, og det er grunden til, at is flyder på vandet.
• Nu som vi ved, hvis volumenet stiger, falder tætheden. Vandets tæthed falder således efter 4°C.

Så det er klart, at densiteten af ​​vand er maksimal ved 4°C

Kontrollere: Formel for vandtryk

Eksperiment med tæthed af vand

For at forstå mere om vands tæthed, hvordan det opfører sig, og sammenligning af det i forhold til andre stoffer. Lad os udføre aktiviteten nævnt nedenfor:

Tag en lille mængde af nogle væsker, der er tyktflydende som vand f.eks. Flydende sæbe, mælk, sukkersirup, honning, ethylalkohol og olivenolie i et reagensglas. Bland dem godt, så hvert af stofferne ikke kan observeres tydeligt.

Lad det nu stå i et par timer, så laget af hvert stof sætter sig på et bestemt niveau som vist nedenfor:

Nu er det blevet observeret, at forskelligt stof har forskellig massefylde. Dette indebærer, at hvert stof vejer forskelligt for det samme volumen. Fordi deres vægt varierer, har tungere stoffer en tendens til at sætte sig i bunden, som honning, og sukkersirup og lettere materiale som olivenolie og ethylalkohol har en tendens til at flyde i toppen.

Densitet af almindelige væsker

Forskellige væsker har forskellige densiteter, da de har forskellige masser for et fast volumen af ​​væsken. Tabellen diskuteret nedenfor fortæller os massefylden af ​​forskellige væsker ved stuetemperatur.

Læs mere,

• Pascals lov
• Opdrift
• Bernoullis princip

Løste eksempler på densitet af vand

Eksempel 1: Beregn massefylden af ​​vand, hvis massen af ​​den tomme målecylinder er 10,2 g, og massen af ​​den fyldte er 20 g.

Løsning:

Vi har,

m' = 20

m = 10,2

Beregn vandmassen.

M = m’ – m

M = 20 - 10,2

M = 9,8 g

Så volumen (V) = 9,8 ml

Ved at bruge formlen vi får,

p = M/V

= 9,8/9,8

= 1 g/ml

Eksempel 2: Beregn massen af ​​den fyldte målecylinder, hvis massen af ​​vand er 5 g og massen af ​​den tomme cylinder er 15 g.

Løsning:

Vi har,

M = 5

m = 15

Ved at bruge den formel vi har,

M = m’ – m

m' = M + m

m' = 5 + 15

m' = 20 g

Således er den nødvendige masse af fyldt gradueret cylinder 20 g.

Kontrollere: Forskellen mellem densitet og specifik tyngdekraft

Vandtæthed – ofte stillede spørgsmål

Vandmassefylden er maksimal ved hvilken temperatur?

Vandtætheden er maksimal ved 4°C eller ved 39°F.

Hvad er tætheden af ​​vand?

Densitet af et stof er defineret som massen af ​​det pågældende stof fordelt over en enhedsvolumen. Det er angivet med symbolet rho (ρ). Dens standardmåleenhed er kilogram pr. kubikmeter (kg/m³) og dimensionsformlen er givet af [M¹L^-3T⁰].

Hvorfor er tætheden af ​​vand mere end is?

Tætheden af ​​vand er mere end tætheden af ​​is, fordi når vandet danner is, øges dets volumen, når det danner en burlignende struktur

Hvorfor flyder is i vandet?

Ved omkring 4° Celsius har vand sin højeste tæthed. Is flyder, fordi den har en lavere densitet end flydende vand. Ved frysning falder isdensiteten med omkring 9%.

Hvordan påvirker temperaturen vandets tæthed?

Vandets massefylde ændres med temperaturen. Den stiger, når vandet køles ned til 4°C og falder, når temperaturen enten går over eller under dette punkt. For eksempel ved 100°C er densiteten omkring 958,4 kg/m³, og ved -30°C er den cirka 983,854 kg/m³​.

Hvorfor har vands massefylde et maksimum ved 4°C?

Ved omkring 4°C når vand sin maksimale tæthed på grund af en balance mellem konkurrerende molekylære kræfter. Under denne temperatur begynder vandet at udvide sig, mens det forbereder sig på at fryse, hvilket er grunden til, at isen flyder på flydende vand.

Påvirker tilstedeværelsen af ​​salte og mineraler vandtætheden?

Ja, tætheden af ​​vand kan stige med tilstedeværelsen af ​​opløste salte, mineraler og andre stoffer. Havvand er for eksempel tættere end ferskvand, med typiske tætheder omkring 1027 kg/m³ ved overfladen på grund af saltindholdet.

Hvad er tætheden af ​​havvand?

Tætheden af ​​havvand, ved overfladen 1027 kg/m³rundt regnet.

Hvad er densiteten af ​​vand ved stuetemperatur?

Densitet af vand ved stuetemperatur er 998,2 kg/m³.