Как узнать плотность воды
Гидродинамика. Плотность и вязкость жидкости.
В большинстве случаев, при снижении температуры плотность растет, и все же в природе существуют вещества, чья плотность ведёт себя абсолютно противоположным образом, к примеру, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды будет иметь наибольшую величину при 4°C и уменьшается как с ростом, так и со снижением температуры относительно этой величины.
При смене агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность возрастает при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Опять же эта закономерность не свойственная воде, кремнию, германию и некоторым другим веществам, поскольку их плотность при переходе в твердую фазу наоборот будет становиться меньше.
Динамический коэффициент вязкости воды в значительной степени зависит от температуры, но почти не зависит от давления. Величина указанного коэффициента для пресной воды, полученная расчетным путем для t, °С = 0° С, μ = 1,793·103 Па·с. Для вычисления динамического коэффициента вязкости употребляют эмпирическую формулу Пуазейля:
μ = 0,000183/(1 + 0,0337t + 0,000221t2),
причем t является температурой воды.
Не лишним будет выделить, что во многие расчетные формулы входит отношение динамического коэффициента вязкости μ к плотности жидкости ρ, такое соотношение принято обозначать как кинематический коэффициент вязкости (кинематическая вязкость):
Значения коэффициентов вязкости существенно уменьшаются с ростом температуры. Очевидно, что указанные коэффициенты вязкости отличаются для различных жидкостей. По практическому опыту известно, что вязкость масла больше, чем вязкость воды.
Плотность воды, теплопроводность и физические свойства H2O
Рассмотрены физические свойства воды: плотность воды, теплопроводность, удельная теплоемкость, вязкость, число Прандтля и другие. Свойства представлены при различных температурах в виде таблиц.
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.
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 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 |
Кроме того, вы также можете ознакомиться с таблицей плотности веществ и материалов.
Физические свойства воды при температуре от 0 до 100°С
В таблице представлены следующие физические свойства воды: плотность воды ρ, удельная энтальпия h, удельная теплоемкость Cp, теплопроводность воды λ, температуропроводность воды а, вязкость динамическая μ, вязкость кинематическая ν, коэффициент объемного теплового расширения β, коэффициент поверхностного натяжения σ, число Прандтля Pr. Физические свойства воды приведены в таблице при нормальном атмосферном давлении в интервале от 0 до 100°С.
Такое свойство воды, как теплопроводность (или правильнее — коэффициент теплопроводности) при нагревании имеет тенденцию к увеличению. Теплопроводность воды при температуре кипения 100°С достигает значения 0,683 Вт/(м·град). Температуропроводность H2O также увеличивается при росте ее температуры.
Следует отметить нелинейное поведение кривой зависимости удельной теплоемкости этой жидкости от температуры. Ее значение снижается в интервале от 0 до 40°С, затем происходит постепенный рост теплоемкости до величины 4220 Дж/(кг·град) при 100°С.
Теплофизические свойства воды на линии насыщения (100…370°С)
В таблице представлены теплофизические свойства воды H2O на линии насыщения в зависимости от температуры (в диапазоне от 100 до 370°С). Каждому значению температуры, при которой вода находится в состоянии насыщения, соответствует давление ее насыщенного пара. При этих параметрах жидкость и ее пар находятся в состоянии насыщения или термодинамического равновесия.
В таблице даны следующие теплофизические свойства воды в состоянии насыщенной жидкости:
Другие свойства воды такие, как плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность при росте ее температуры имеют тенденцию к снижению своих значений. Например, плотность воды уменьшается с 958,4 до 450,5 кг/м 3 при нагревании со 100 до 370°С.
Теплопроводность воды в состоянии насыщения при увеличении температуры также снижается (в отличие от нормальных условий и температуре до 100°С, при которых имеет место ее рост в процессе нагрева). Снижение теплопроводности связано с увеличением как температуры, так и давления насыщенной жидкости.
Следует отметить, что удельная энтальпия воды в зависимости от температуры значительно увеличивается при нагревании, как до температуры кипения, так и выше.
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).
| t, °С | 0 | 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 |
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.
Как определить плотность жидкости
После того, как вы определили и записали объем жидкости (V), поставьте снова эту емкость на весы, только что теперь она будет с жидкостью. Запишите новую массу и обозначьте ее m2. Зная массу пустого сосуда m1 и полного сосуда m2, определите массу жидкости m по формуле: m = m2 – m1. Теперь можно переходить непосредственно к определению плотности ро:
где m и V – масса и объем жидкости, найденные выше.
Помните, что объем жидкости измеряется, как правило, в килограммах на метр кубический или в граммах на сантиметр кубический. Поэтому переводите измеренные величины к одной или второй стандартной системе единиц измерения. Например:
1 миллилитр = 1 кубический сантиметр
1000 литров = 1 кубический метр
1 килограмм = 1000 грамм
Если сосуд с жидкостью достаточно большой, но вы знаете массу пустого сосуда m1 и массу наполненного сосуда m2, то можно поступить следующим образом. Сначала найдите массу жидкости в сосуде по формуле m = m2 – m1. Затем с помощью линейки или рулетки измерьте геометрические размеры сосуда: для прямоугольных сосудов измерьте высоту, ширину и длину, а для цилиндрических – диаметр и высоту. Для нахождения объема прямоугольного сосуда воспользуйтесь формулой:
где a – ширина, b – длина, h – высота сосуда.
Для нахождения объема цилиндрического сосуда возьмите формулу:
где pi – число Пи, равное 3,14, d – диаметр сосуда, h – его высота (высота уровня жидкости).
После нахождения объема найдите плотность жидкости, как и в предыдущем случае, по формуле ро = m / V.
Плотность жидкости
Каждое жидкостное вещество владеет своими индивидуальными качествами и параметрами. В физике традиционно рассматривается определённое количество явлений, связанных с данными оригинальными параметрами.
Жидкостные вещества привычно подразделяются на две главные части:
Данные категории жидкостных веществ обладают значимыми отличиями меж собой. Капельные жидкостные вещества значительно отличимые от газообразных веществ. Данные вещества имеют конкретный объём. Величина этого объёма не изменяется под воздействием тех или иных наружных сил. В состоянии газа жидкостные вещества полностью распространяются по всему объёму, в котором они находятся. При этом аналогичная категория жидкостных веществ уменьшит или увеличит свой действительный объём в большой степени, при воздействии наружных сил и в зависимости их величины. У жидкостных веществ каждого вида присутствуют три свойства, которых данные вещества не могут лишиться:
Данные параметры имеют возможность воздействовать на множественные законы их передвижения, по данной причине эти свойства являются основными на этапе их исследования и использования информации в практических целях.
Понятие плотности жидкости
Плотность жидкости – это отношение массы жидкости к объёму, который она занимает. При поступательном повышении давления объём воды будет стремительно уменьшаться от изначального своего размера. Различие величин является ориентировочно 1 к 20 000. Аналогичная уровень данных составит показатель объёмного сжатия для других капельных жидкостных веществ. В большинстве случаев, практическая деятельность показывает, что значительных преобразований давления не случается, по этой причине общепринято не применять в практических целях сжимаемость воды во время вычислений удельного веса и плотности зависимо от давления.
Для вычисления плотности жидкостных веществ используется термин температурного расширения для капельных жидкостных веществ. Данное термин квалифицируется показателем температурного расширения, выражаемое повышение объёма жидкостных веществ при повышении температуры на 10°C. Подобным образом, основывается показатель плотности для конкретного жидкостного вещества. Данный показатель необходимо предусматривать при разном атмосферном давлении, и разных температурах.
Плотность воды
Весьма общераспространенным и часто встречавшимся в повседневной жизнедеятельности жидкостным веществом считается вода. Рассматривая главные параметры плотности и вязкости данного вещества, получаем плотность в естественных условиях равной 1000 килограмм на метр кубический. Данная величина используется в дистиллированной воде. Для морской воды величина плотности немного больше, и составляет 1030 килограмм на метр кубический. Данное значение не представляться конечным и очень тесно взаимосвязано с температурным показателем. Совершенные данные возможно фиксировать при температуре примерно +4°C.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
При выполнении расчётов для кипячёной воды с температурой +100°C, плотность очень значительно уменьшится и будет равна 958 килограмм на метр кубический. Экспериментально доказано, что при выполнении нагревания различных жидкостных веществ, плотность данных веществ становиться значительно меньше. Плотность воды является существенно приближённой к некоторым популярным продуктам питания. Плотность воды сравнима с винными изделиями, уксусными растворами и некоторыми молочными изделиями.
Часть продуктов питания обладают большими значениями плотности, чем вода. Но большое количество продовольственных и непродовольственных изделий, а также напитков, значительно уступающих традиционной воде. В числе которых находятся спирты и нефтяные продукты, включительно мазуты и бензиновые смеси. Для расчётов плотность определённых газообразных веществ применяются формулы состояния идеальных газов. Данные расчёты требуются в ситуациях, когда функционирование конкретных газов значительно различается с функционированием идеальных газов и явления сжижения не наблюдается.
Объём газообразного вещества обыкновенно находится в зависимости от величин давления и температурных показателей. Разница давлений, которая создаёт значительные преобразования плотности газообразных веществ, появляется во время передвижения на высоких скоростях. Обыкновенно несжимаемые газообразные вещества выражаются на скоростях, превышающих 100 м/сек. Высчитывается отношение скорости передвижения жидкостного вещества со скоростью звука. Данное вычисление разрешает сопоставлять большое количество параметров при свидетельствовании плотности любого вещества.
Вязкость жидкостных веществ
Вторым обязательным параметром каждого жидкостного вещества считается вязкость. Данное состояние жидкостного вещества способно производить противодействие любой наружной силе. Все существующие жидкостные вещества оснащены данным свойством. Вязкость формируется как внутреннее трение при сравнительном смещении частиц жидкостного вещества, которые находятся рядом. В реальности имеются как легко движущиеся жидкостные вещества, так и вещества с большой вязкость.
В первую категорию входят воздух и вода. В тяжёлых масляных веществах противодействие осуществляется на другом уровне. Вязкость возможно квалифицировать уровнем текучести жидкостного вещества. Данное явление именуют подвижностью частиц данного вещества, и этот процесс находится в полной зависимости от плотности жидкости. Вязкость жидкостных веществ в условиях лаборатории устанавливают с помощью вискозиметра. Когда вязкость жидкостного вещества находится в большой зависимости исключительно от температурных параметров, тогда различаются некоторое количество главных характеристик жидкости.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Увеличивая температурные параметры капельной жидкостного вещества, вязкость стремительно уменьшается. Вязкость газообразной жидкости при данных действиях исключительно растёт. Сила наружного трения в жидкостных веществах создаётся при соответствии скорости градиента к площади пластов, осуществляющих трение. В то же время трение в жидкостных веществах различается от явлений трения в других объектах, в частности, в объектах твёрдого вида. В твёрдых объектах сила трения зависима от стабильного давления, а не от участка поверхностей, которые трутся.
Аномальные и идеальные жидкостные вещества
Разделяют два типа жидкостных веществ, в соответствии, с их внутренними параметрами:
К идеальным жидкостным веществам относятся воображаемые жидкостные вещества, не подверженные никаким деформациям, таким образом данные вещества не имеют параметров вязкости. Для вычисления вязкости требуется ввести конкретные корректировочные показатели.
Не нашли нужную информацию?
Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.
Гарантия низких цен
Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.
Доработки и консультации включены в стоимость
В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.
Вернем деньги за невыполненное задание
Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.
Тех.поддержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.
Тысячи проверенных экспертов
Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».
Гарантия возврата денег
Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!
Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока
Гарантия возврата денег
В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы
Отзывы студентов о нашей работе
«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами
Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:
Принимаем к оплате 
