Gęstość wody gdzie stosunek masy i objętości wody w temperaturze pokojowej wynosi 998,2 kg/m³. Gęstość dowolnej substancji definiuje się jako ilość masy zawartej w jednostkowej objętości danej substancji.

W przypadku czystej wody gęstość wynosi 1 gram/cm ³ Lub 1000kg/m ³ . Gęstość czystej wody zmienia się w zależności od temperatury i osiąga najwyższy punkt w temperaturze 4°C, czyli 1000 kg/m³.

Gęstość wody jest maksymalna w temperaturze 4°C.

Jaka jest gęstość wody?

Termin gęstość odnosi się do objętości (przestrzeni) zajmowanej przez obiekt lub substancję w stosunku do ilości zawartego w nim materiału (jego masy). Innym sposobem myślenia o gęstości jest ilość masy na jednostkę objętości. Obiekt o dużej gęstości jest solidny i zwarty. Jednostką gęstości w układzie SI jest kg/m³i g/cm³w systemie CGS. Jest to nieodłączna właściwość materii.

Gęstość wody wynosi 1 g/cm³co nie jest przypadkiem. Gęstość to stosunek masy materii do zajmowanej przez nią objętości, służący do obliczenia gęstości 1 g wody zajmującej 1 cm³tom. Co więcej, ciśnienie powietrza i temperatura atmosferyczna również wpływają na faktyczną gęstość wody.

tablica bajtów Java na ciąg

Jednak te różnice w gęstości są stosunkowo małe, więc można nadal stosować 1 g/cm³dla gęstości wody, chyba że trzeba wykonać bardzo szczegółowe obliczenia lub eksperyment jest prowadzony w warunkach ekstremalnych temperatur lub ciśnień.

Poniżej podano jednak gęstość wody dla różnych systemów metrycznych:

Substancja o gęstości mniejszej od wody pływa po wodzie, a substancja o gęstości większej od wody tonie w wodzie.

Poniższy obrazek przedstawia trzy pojemniki, w pierwszym pojemniku gęstość korka jest mniejsza od wody, więc unosi się on na wodzie, w drugim pojemniku gęstość drewna jest prawie równa wodzie, więc częściowo zanurza się w wodzie, a w trzecim pojemniku korek ma gęstość aluminium większą od wody, więc tonie w wodzie.

Należy pamiętać, że podane wartości gęstości wody dotyczą wyłącznie czystej wody. Gęstość słonej wody (podobnie jak oceanów) zmienia się w zależności od ilości soli rozpuszczonej w wodzie. Gęstość wody morskiej wynosi zwykle od 1,02 g/cm3³i 1,03 g/cm2³, która jest nieco większa niż gęstość czystej wody.

Właściwości wody

Woda jest dziwną cieczą, jest najważniejszą cieczą niezbędną do przetrwania człowieka. Poniżej omówiono różne właściwości wody,

Wzór na gęstość wody

Gęstość wody oblicza się ze wzoru na normalną gęstość,

D = M/V

Gdzie,
D jest gęstością wody
M jest masą wody
W jest objętością wody

Wiemy to,

W temperaturze pokojowej, jeśli objętość wody wynosi 1 ml, wówczas jej masa wynosi 0,995 grama. Teraz gęstość wody wynosi:

D = masa/objętość

= 0,995/1
= 0,995 g/ml = 0,995 g/cm³

Dowiedz się więcej o Gęstość I Struktura i właściwości wody

Jak obliczyć gęstość wody?

Cylinder miarowy służy do obliczania gęstości wody. Pobiera się pustą butlę i waży ją na maszynie. To daje nam masę pustego cylindra miarowego, czyli m.

Teraz do cylindra nalewa się wymaganą ilość wody i ponownie ją waży. To daje nam masę napełnionego cylindra miarowego, czyli m’.

Teraz różnica pomiędzy obliczonymi masami dałaby nam masę wody. Zatem,

Masa wody (M) = m’ – m

Objętość wody (V) określa się za pomocą oznaczenia na cylindrze. Stwierdzono, że objętość wody jest prawie równa jej masie.

Zatem, korzystając ze wzoru na gęstość, otrzymujemy, że

ρ = masa wody/objętość wody

ρ = M/V [ponieważ masa (M) i objętość (V) są prawie równe]

ρ = 1 g/ml

Stwierdzono, że gęstość wody jest wartością stałą, tj. 1 g/ml Lub 1 g/cm2 ³ .

Gęstość wody w temperaturze pokojowej

W temperaturze pokojowej, tj. w temperaturze od 20°C do 25°C, gęstość wody wynosi 0,9982 g/cm3, czyli 998,2 kg/m³. Masa wody jest prawie równa jej objętości w temperaturze pokojowej, a woda pozostaje w postaci płynnej w temperaturze pokojowej. Woda morska zawiera rozpuszczone różne sole i minerały, dlatego jej gęstość jest nieco większa niż zwykłej wody. Zwykle gęstość wody morskiej wynosi około 1027 kg/m³.

Czynniki wpływające na gęstość wody

Na gęstość substancji może wpływać wiele czynników. Poniżej wymieniono niektóre czynniki wpływające na gęstość wody:

Gęstość wody wynosi około 1 gram na centymetr sześcienny (1 g/cm³).

• Chociaż zależność opisano jako nieliniową i jednomodalną, a nie monotoniczną, zależy ona od temperatury.
• Woda w stanie ciekłym ma tendencję do gęstnienia po ochłodzeniu od temperatury pokojowej, jednakże uważa się, że czysta woda osiąga maksymalną gęstość w temperaturze około 4°C, a od 4°C do 0°C gęstość wody wzrasta i takie zachowanie nazywa się zjawiskiem anomalnym zachowanie wody.
• W miarę większego ochładzania ma tendencję do rozszerzania się i zmniejszania gęstości. Zatem woda jest dziwną cieczą, która podczas chłodzenia staje się gęstsza do określonego punktu, a następnie zaczyna się rozszerzać podczas dalszego chłodzenia.

Gęstość wody w różnych skalach temperatur

Poniższy wykres przedstawia gęstość wody (w g/cm³) przy różnych wartościach temperatur (w °C)

Jak zaobserwowano, woda ma gęstość dokładnie równą 1 g/cm³tylko w temperaturze 4°C. Zaobserwowano również, że gęstość wody maleje wraz ze wzrostem temperatury. Lód ma mniejszą gęstość niż woda, co powoduje spadek gęstości wody. To jest powód, dla którego lód unosi się na powierzchni wody i dlaczego kostki lodu nie spadają po prostu na dno szklanki z wodą, gdy je włożysz.

Anomalna ekspansja wody

Woda zachowuje się nietypowo podczas ogrzewania, tzn. jej rozszerzalność nie jest liniowa. Jego gęstość najpierw wzrosła od 0°C do 4°C, a następnie zaczęła spadać wraz ze wzrostem objętości.

Teraz jest oczywiste, że jego gęstość jest maksymalna w temperaturze 4 ° C

Maksymalna gęstość wody wynosi 4°C, czyli 1 g/cm³lub 1000 kg/m³.

Gęstość a temperatura

Ponieważ gęstość zmienia się wraz z temperaturą, woda nie ma gęstości bezwzględnej. Postać płynna ma większą gęstość niż postać stała. Aby dowiedzieć się, jak gęstość zmienia się wraz z temperaturą, spójrz na wykres gęstości w funkcji temperatury pokazany poniżej.

Maksymalna gęstość wody w temperaturze 4°C?

Woda jest dziwną cieczą i zachowuje się nietypowo. Gęstość wody jest maksymalna w temperaturze 4°C, co można wytłumaczyć następująco:

• Gdy woda zamarza, jej cząstki zbliżają się do siebie, aż osiągną maksymalną gęstość w temperaturze 4°C. W tej temperaturze woda jest jedynie w stanie ciekłym.
• Po dalszym obniżeniu temperatury woda ma tendencję do zamarzania i przybierania stanu stałego.
• Można by pomyśleć, że woda w stanie stałym byłaby gęstsza, ale gdy woda zaczęła zamarzać, nabiera struktury przypominającej klatkę, co ostatecznie zwiększa objętość wody i dlatego lód unosi się na wodzie.
• Teraz, jak wiemy, jeśli objętość wzrasta, gęstość maleje. Zatem gęstość wody maleje po 4°C.

Jasne jest więc, że gęstość wody jest maksymalna w temperaturze 4°C

Sprawdzać: Wzór na ciśnienie wody

Eksperyment z gęstością wody

Aby lepiej zrozumieć gęstość wody, jej zachowanie i porównanie jej z innymi substancjami. Wykonajmy czynność wymienioną poniżej:

Weź niewielką ilość niektórych płynów lepkich jak woda, np. Mydło w płynie, mleko, syrop cukrowy, miód, alkohol etylowy i oliwa z oliwek w probówce. Dobrze je wymieszaj, aby żadna z substancji nie była wyraźnie widoczna.

Teraz należy pozostawić go na kilka godzin, aby warstwa każdej substancji osiadła na określonym poziomie, jak pokazano poniżej:

Zaobserwowano, że różne substancje mają różną gęstość. Oznacza to, że każda substancja przy tej samej objętości waży inaczej. Ponieważ ich masa jest różna, cięższe substancje mają tendencję do osiadania na dnie, np. miód, a syrop cukrowy i lżejsze materiały, takie jak oliwa z oliwek i alkohol etylowy, mają tendencję do unoszenia się na górze.

Gęstość zwykłych cieczy

Różne ciecze mają różną gęstość, ponieważ mają różną masę przy określonej objętości cieczy. Tabela omówiona poniżej pokazuje nam gęstość różnych cieczy w temperaturze pokojowej.

Czytaj więcej,

• Prawo Pascala
• Pławność
• Zasada Bernoulliego

Rozwiązane przykłady dotyczące gęstości wody

Przykład 1: Oblicz gęstość wody, jeśli masa pustego cylindra miarowego wynosi 10,2 g, a masy napełnionego cylindra 20 g.

Rozwiązanie:

Mamy,

m’ = 20

m = 10,2

Oblicz masę wody.

M = m’ – m

M = 20 – 10,2

M = 9,8 g

Zatem objętość (V) = 9,8 ml

Korzystając ze wzoru, który otrzymujemy,

ρ = M/V

= 9,8/9,8

= 1 g/ml

Przykład 2: Oblicz masę napełnionego cylindra miarowego, jeśli masa wody wynosi 5 g, a masa pustego cylindra wynosi 15 g.

Rozwiązanie:

Mamy,

M = 5

m = 15

Korzystając ze wzoru, który mamy,

M = m’ – m

m’ = M + m

m’ = 5 + 15

m’ = 20 gr

Zatem wymagana masa napełnionego cylindra miarowego wynosi 20 gr.

Sprawdzać: Różnica między gęstością a ciężarem właściwym

Gęstość wody – często zadawane pytania

W jakiej temperaturze gęstość wody jest największa?

Gęstość wody jest maksymalna w temperaturze 4°C lub 39°F.

Jaka jest gęstość wody?

Gęstość substancji definiuje się jako masę tej substancji rozłożoną na jednostkę objętości. Oznacza się to symbolem rho (ρ). Jej standardową jednostką miary są kilogramy na metr sześcienny (kg/m³), a wzór wymiarowy podaje [M¹L^-3T⁰]

Dlaczego gęstość wody jest większa niż gęstość lodu?

Gęstość wody jest większa niż gęstość lodu, ponieważ gdy woda tworzy lód, jej objętość wzrasta, tworząc strukturę przypominającą klatkę

Dlaczego lód unosi się w wodzie?

Woda ma największą gęstość w temperaturze około 4°C. Lód pływa, ponieważ ma mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym. Po zamrożeniu gęstość lodu zmniejsza się o około 9%.

logika transferu rejestru

Jak temperatura wpływa na gęstość wody?

Gęstość wody zmienia się wraz z temperaturą. Zwiększa się, gdy woda jest schładzana do 4°C i maleje, gdy temperatura wzrasta powyżej lub poniżej tego punktu. Na przykład w temperaturze 100°C gęstość wynosi około 958,4 kg/m3, a w temperaturze -30°C około 983,854 kg/m3.

Dlaczego gęstość wody osiąga maksimum w temperaturze 4°C?

W temperaturze około 4°C woda osiąga maksymalną gęstość w wyniku równowagi konkurencyjnych sił molekularnych. Poniżej tej temperatury woda zaczyna się rozszerzać, przygotowując się do zamarzania, dlatego lód unosi się na wodzie w stanie ciekłym.

Czy obecność soli i minerałów wpływa na gęstość wody?

Tak, gęstość wody może wzrosnąć w obecności rozpuszczonych soli, minerałów i innych substancji. Na przykład woda morska jest gęstsza niż woda słodka, a typowa gęstość na powierzchni wynosi około 1027 kg/m3 ze względu na zawartość soli.

Jaka jest gęstość wody morskiej?

Gęstość wody morskiej na powierzchni 1027 kg/m³około.

Jaka jest gęstość wody w temperaturze pokojowej?

Gęstość wody w temperaturze pokojowej wynosi 998,2 kg/m³.