logo

Vandens tankis

Vandens tankis yra vandens masės ir tūrio santykis kambario temperatūroje yra 998,2 kg/m3. Bet kurios medžiagos tankis apibrėžiamas kaip masės kiekis, esantis tam tikros medžiagos tūrio vienete.

Gryno vandens tankis yra 1 g/cm 3 arba 1000kg/m 3 . Gryno vandens tankis kinta priklausomai nuo temperatūros ir pasiekia aukščiausią tašką esant 4 °C temperatūrai arba 1000 kg/m3.



Didžiausias vandens tankis yra 4 °C temperatūroje.

Koks yra vandens tankis?

Sąvoka tankis reiškia, kiek tūrio (erdvės) objektas ar medžiaga užima, palyginti su jame esančios medžiagos kiekiu (jo mase). Kitas būdas galvoti apie tankį yra masės kiekis tūrio vienete. Didelio tankio objektas yra tvirtas ir kompaktiškas. SI tankio vienetas yra kg/m3ir g/cm3CGS sistemoje. Tai yra esminė materijos savybė.

Vandens tankis yra 1 g/cm3kas nėra atsitiktinumas. Tankis yra medžiagos masės ir jos užimamo tūrio santykis, naudojamas apskaičiuojant 1 g vandens tankį, kuris užima 1 cm3apimtis. Be to, oro slėgis ir atmosferos temperatūra taip pat turi įtakos vandens tankumui.



užsakymo paštu traversal dvejetainis medis

Tačiau šie tankio skirtumai yra palyginti nedideli, todėl galite ir toliau naudoti 1 g/cm3vandens tankiui, nebent jums reikia atlikti labai specifinius skaičiavimus arba eksperimentas atliekamas esant ekstremalioms temperatūroms ar slėgiui.

Tačiau vandens tankis skirtingoms metrinėms sistemoms pateikiamas žemiau:

Vandens tankis



Vienetų sistema

Vandens tankis

Vandens tankis g/cm3

1 g/cm3

Vandens tankis g/ml

1 g/ml

Vandens tankis kg/m3

1000kg/m3

Vandens tankis lb/ft3

62,4 svaro/pėd3

Medžiaga, kurios tankis mažesnis nei vandens, plūduriuoja ant vandens, o medžiaga, kurios tankis didesnis už vandenį, skęsta vandenyje.

Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduoti trys indai pirmajame inde, kamštienos tankis mažesnis nei vandens, todėl jis plūduriuoja ant vandens, antrame inde medienos tankis beveik lygus vandens tankiui, todėl ji iš dalies panirsta į vandenį, o trečioje talpykloje aliuminio kamštienos tankis yra didesnis nei vandens, todėl jis paskęsta vandenyje.

Tankio pavyzdys

Atminkite, kad šie vandens tankio skaičiai taikomi tik grynam vandeniui. Druskos vandens (kaip ir vandenynų) tankis skiriasi priklausomai nuo to, kiek druskos ištirpo vandenyje. Jūros vandens tankis paprastai yra tarp 1,02 g/cm3ir 1,03 g/cm3, kuris yra šiek tiek didesnis nei gryno vandens tankis.

Vandens savybės

Vanduo – keistas skystis, tai pats svarbiausias skystis žmonių išlikimui. Toliau aptariamos įvairios vandens savybės,

Vandens tankis 997 kg/m³
Vandens formulė H2O
Molinė vandens masė 18,015 g/mol
Vandens virimo taškas 100 °C
Vandens lydymosi temperatūra 0 °C

Vandens tankio formulė

Vandens tankis apskaičiuojamas pagal įprasto tankio formulę,

D = M/V

kur,
D yra vandens tankis
M yra vandens masė
IN yra vandens tūris

Mes tai žinome,

Kambario temperatūroje, jei vandens tūris yra 1 ml, tada jo masė yra 0,995 gramai. Dabar vandens tankis yra

D = masė/tūris

= 0,995/1
= 0,995 g/ml = 0,995 g/cm3

Išmokti daugiau apie Tankis ir Vandens sandara ir savybės

Kaip apskaičiuoti vandens tankį?

Vandens tankiui apskaičiuoti naudojamas graduotas cilindras. Paimamas tuščias cilindras ir pasveriamas ant mašinos. Taip gauname tuščio graduoto cilindro masę, ty m.

Dabar į cilindrą įpilamas reikiamas vandens kiekis ir jis vėl pasveriamas. Taip gauname užpildyto graduoto cilindro masę, ty m'.

Dabar skirtumas tarp apskaičiuotų masių gautų vandens masę. Taigi,

Vandens masė (M) = m’ – m

Vandens tūris (V) nustatomas naudojant ženklą ant cilindro. Nustatyta, kad vandens tūris beveik lygus jo masei.

Taigi, naudodami tankio formulę, gauname,

ρ = vandens masė / vandens tūris

ρ = M/V [kadangi masė (M) ir tūris (V) yra beveik vienodi]

ρ = 1 g/ml

Daroma išvada, kad vandens tankis yra pastovi vertė, tai yra, 1g/ml arba 1 g/cm 3 .

Vandens tankis kambario temperatūroje

Kambario temperatūroje, t. y. nuo 20 °C iki 25 °C, vandens tankis yra 0,9982 g/cc, arba 998,2 kg/m3. Vandens masė yra beveik lygi jo tūriui kambario temperatūroje, o kambario temperatūroje vanduo išlieka skystas. Jūros vandenyje yra ištirpusių įvairių druskų ir mineralų, todėl jo tankis yra šiek tiek didesnis nei įprasto vandens. Paprastai jūros vandens tankis yra apie 1027 kg/m3.

Veiksniai, turintys įtakos vandens tankiui

Kai kurie veiksniai gali turėti įtakos medžiagos tankiui. Kai kurie veiksniai, turintys įtakos vandens tankiui, yra išvardyti žemiau:

Vandens tankis yra apie 1 gramas kubiniame centimetre (1 g/cm3).

  • Nors ryšys apibūdinamas kaip nelinijinis ir unimodalinis, o ne monotoniškas, jis priklauso nuo temperatūros.
  • Skystas vanduo, atvėsęs nuo kambario temperatūros, tampa tankesnis, tačiau manoma, kad grynas vanduo pasiekia maksimalų tankį esant maždaug 4 °C, o nuo 4 °C iki 0 °C vandens tankis didėja, ir toks elgesys vadinamas anomaliu. vandens elgesys.
  • Kai jis labiau vėsta, jis turi tendenciją plėstis ir tapti mažiau tankus. Taigi vanduo yra keistas skystis, kuris aušdamas tampa tankesnis iki tam tikro taško, o toliau vėsdamas pradėjo plėstis.

Vandens tankis esant įvairioms temperatūroms

Toliau pateiktoje diagramoje parodytas vandens tankis (gm/cm3) esant skirtingoms temperatūrų vertėms (°C)

Temperatūra (C)

Vandens tankis (gm/cm3)

-30°

0,98385

-20°

0,99355

-10°

0,99817

0,99987

4,0°

1.00000

10-oji

0,99975

21°

0,99802

48,9°

0,98870

60°

0,98338

71,1°

0,97729

82,2°

0,97056

93,3°

0,96333

100°

0,95865

Kaip pastebėta, vandens tankis yra lygiai 1 g/cm3tik 4 °C temperatūroje. Taip pat pastebėta, kad kylant temperatūrai vandens tankis mažėja. Ledo tankis yra mažesnis nei vandens, todėl sumažėja vandens tankis. Dėl šios priežasties ledas plūduriuoja ant vandens ir kodėl ledo kubeliai nenukrenta į stiklinės vandens dugną, kai juos įdedate.

Nenormalus vandens išsiplėtimas

Vanduo kaitinant elgiasi neįprastai, ty jo plėtimasis nėra tiesinis. Jo tankis iš pradžių padidėjo nuo 0 °C iki 4 °C, o vėliau pradėjo mažėti, nes jo tūris pradėjo didėti.

Dabar akivaizdu, kad didžiausias jo tankis yra 4 °C temperatūroje

Didžiausias vandens tankis yra 4°C, tai yra 1g/cm3arba 1000 kg/m3.

Tankis vs temperatūra

Kadangi vandens tankis kinta priklausomai nuo temperatūros, jam trūksta absoliutaus tankio. Skysta forma turi didesnį tankį nei kietoji. Norėdami sužinoti, kaip tankis kinta priklausomai nuo temperatūros, pažiūrėkite toliau pateiktą tankio ir temperatūros diagramą.

Tankis vs temperatūra

Didžiausias vandens tankis esant 4 °C?

Vanduo yra keistas skystis ir elgiasi nenormaliai. Didžiausias vandens tankis yra 4 °C temperatūroje ir tai galima paaiškinti taip:

  • Kai vanduo užšąla, jo dalelės priartėja, kol pasiekia maksimalų tankį esant 4 °C, esant tokiai temperatūrai, vanduo yra tik skysto pavidalo.
  • Po to toliau mažėja temperatūra, vanduo linkęs užšalti ir įgauti kietą būseną.
  • Galima manyti, kad kietas vanduo bus tankesnis, bet pradėjęs užšalti vanduo įgauna į narvą panašią struktūrą, kuri ilgainiui padidina vandens tūrį ir dėl to ant vandens plūduriuoja ledas.
  • Dabar, kaip žinome, jei tūris didėja, tankis mažėja. Taigi vandens tankis mažėja po 4°C.

Taigi aišku, kad vandens tankis yra didžiausias esant 4°C

Patikrinti: Vandens slėgio formulė

Vandens tankio eksperimentas

Norėdami geriau suprasti vandens tankį, jo elgesį ir palyginimą su kitomis medžiagomis. Atlikime toliau nurodytą veiklą:

Paimkite nedidelį kiekį skysčių, kurie yra klampūs kaip vanduo, pvz. Skystas muilas, pienas, cukraus sirupas, medus, etilo alkoholis ir alyvuogių aliejus mėgintuvėlyje. Gerai sumaišykite jas, kad nebūtų galima aiškiai pastebėti kiekvienos medžiagos.

Dabar palikite kelias valandas, kad kiekvienos medžiagos sluoksnis nusistovėtų tam tikrame lygyje, kaip parodyta žemiau:

Vandens tankio eksperimentas

Dabar pastebėta, kad skirtingos medžiagos tankis yra skirtingas. Tai reiškia, kad kiekviena medžiaga sveria skirtingai tam pačiam tūriui. Kadangi jų svoris skiriasi, sunkesnės medžiagos, pavyzdžiui, medus, nusėda apačioje, o cukraus sirupas ir lengvesnės medžiagos, pavyzdžiui, alyvuogių aliejus ir etilo alkoholis, plūduriuoja viršuje.

Įprastų skysčių tankis

Įvairūs skysčiai turi skirtingą tankį, nes jie turi skirtingą masę fiksuotam skysčio tūriui. Žemiau aptariama lentelė parodo įvairių skysčių tankį kambario temperatūroje.

Medžiaga Tankis (gramas/cm3)
Lempos aliejus 0.8
Vanduo 1.0
Pienas 1.03
Skystas muilas 1.06
Medus 1.42
Glicerinas 1 260
Merkurijus 13.55 val

Skaityti daugiau,

  • Paskalio dėsnis
  • Plūdrumas
  • Bernulio principas

Išspręsti vandens tankio pavyzdžiai

1 pavyzdys: Apskaičiuokite vandens tankį, jei tuščio graduoto baliono masė yra 10,2 g, o užpildyto - 20 g.

Sprendimas:

Mes turime,

m' = 20

m = 10,2

Apskaičiuokite vandens masę.

M = m' – m

M = 20 – 10,2

M = 9,8 g

Taigi tūris (V) = 9,8 ml

Naudojant formulę, kurią gauname,

ρ = M/V

= 9,8/9,8

= 1g/ml

2 pavyzdys: Apskaičiuokite užpildyto graduoto baliono masę, jei vandens masė yra 5 g, o tuščio baliono masė yra 15 g.

Sprendimas:

Mes turime,

M = 5

m = 15

Naudodami mūsų turimą formulę,

M = m' – m

m’ = M + m

m' = 5 + 15

m' = 20 g

Taigi reikiama užpildyto graduoto cilindro masė yra 20 g.

Patikrinti: Skirtumas tarp tankio ir savitojo svorio

Vandens tankis – DUK

Kokioje temperatūroje vandens tankis yra didžiausias?

Didžiausias vandens tankis yra 4 °C arba 39 °F temperatūroje.

Koks yra vandens tankis?

Medžiagos tankis apibrėžiamas kaip tos medžiagos masė, paskirstyta tūrio vienetui. Jis žymimas simboliu rho (ρ). Jo standartinis matavimo vienetas yra kilogramai kubiniame metre (kg/m3) ir matmenų formulė pateikiama [M1L-3T0].

tipo liejimas ir tipo konvertavimas Java

Kodėl vandens tankis yra didesnis nei ledo?

Vandens tankis yra didesnis nei ledo tankis, nes vandeniui formuojant ledą jo tūris didėja, nes susidaro į narvelį panaši struktūra

Kodėl ledas plūduriuoja vandenyje?

Esant maždaug 4 °C temperatūrai, vandens tankis yra didžiausias. Ledas plūduriuoja, nes jo tankis mažesnis nei skysto vandens. Užšalus ledo tankis sumažėja apie 9%.

Kaip temperatūra veikia vandens tankį?

Vandens tankis kinta priklausomai nuo temperatūros. Jis didėja, kai vanduo atšaldomas iki 4 °C, ir mažėja, kai temperatūra pakyla aukščiau arba žemiau šio taško. Pavyzdžiui, esant 100 °C, tankis yra apie 958,4 kg/m³, o esant -30 °C – maždaug 983,854 kg/m³.

Kodėl vandens tankis yra didžiausias esant 4°C?

Maždaug 4 °C temperatūroje vanduo pasiekia didžiausią tankį dėl konkuruojančių molekulinių jėgų pusiausvyros. Žemesnėje temperatūroje, ruošiantis užšalti, vanduo pradeda plėstis, todėl ant skysto vandens plūduriuoja ledas.

Ar druskų ir mineralų buvimas turi įtakos vandens tankiui?

Taip, vandens tankis gali padidėti esant ištirpusioms druskoms, mineralams ir kitoms medžiagoms. Pavyzdžiui, jūros vanduo yra tankesnis nei gėlo vandens, jo tipinis tankis paviršiuje dėl druskos kiekio yra apie 1027 kg/m³.

Koks yra jūros vandens tankis?

Jūros vandens tankis paviršiuje 1027 kg/m3maždaug.

Koks yra vandens tankis kambario temperatūroje?

Vandens tankis kambario temperatūroje yra 998,2 kg/m3.