1. Khối lượng riêng nước được đo như thế nào?
a. Đơn vị khối lượng riêng nước
- Đơn vị khối lượng riêng nước được sử dụng rất nhiều để tính toán mật độ nước trong các hệ thống ống dẫn, công trình, bể nước và còn được sử dụng trong học tập và nghiên cứu.
+ Đơn vị khối lượng riêng nước được ký hiệu đơn giản D với đơn vị kg/cm3.
+ Khối lượng ký hiệu m, đơn vị kg.
+ Thể tích ký hiệu V, đơn vị cm2.
b. Công thức tính khối lượng riêng nước
- Khối lượng riêng nước: D = m/V (kg/m3)
- Khối lượng: m = D.V (kg)
- Thể tích: V = m/V (m3)
2. Khối lượng riêng của nước là bao nhiêu?
a. Khối lượng riêng của nước nguyên chất 4 độ C
- Ký hiệu hóa học của nước là H2O. Đối với nước nguyên chất, khối lượng riêng thường được tính ở nhiệt độ 40C. Do đó ta có công thức sau:
D nước = 1000kg/m3
D = m/V => m = D.V, V= m/D
- Trong đó:
D: Khối lượng riêng, đơn vị đo là kg/m3
m: Khối lượng của vật cần đo, đơn vị đo là kg
V: Thể tích cần đo, đơn vị đo là m3
- Ví dụ: Bể chứa có thể tích 10m3 và 10000kg nước. Thì khối lượng riêng của nước sẽ là:
D = m/V = 10000kg/10m3 = 1000kg/m3
b. Khối lượng riêng của nước đá
- Khác với nước nguyên chất, nước đá có lẫn tạp chất và ở các mức nhiệt độ khác nhau thì khối lượng riêng sẽ tăng hoặc giảm vì thể tích thay đổi.
- Qua các tính toán, người ta xác định nước đá có khối lượng riêng là 920kg/m3. Điều này giúp lý giải vì sao đá lạnh có thể nổi trên mặt nước mặc dù bản chất của nó vẫn là nước.
c. Khối lượng riêng của nước biển
- Khối lượng riêng của nước biển nằm trong khoảng 1020 đến 1030kg/m3 tại bề mặt, sâu trong lòng đại dương, dưới áp suất lớn nước biển có thể đạt khối lượng riêng tới 1050kg/m3
- Thông thường trong tính toán người ta thường lấy giá trị 1030kg/m3
3. Phương pháp đo khối lượng riêng của nước
- Cách đo khối lượng riêng của nước tương tự cách đo chung của khối lượng riêng, để xác định được chính xác có thể dùng 1 trong 2 dụng cụ là tỷ trọng kế và lực kế. Cụ thể như sau:
+ Tỷ trọng kế: dụng cụ được làm bằng thủy tinh, có hình trụ, một đầu được gắn 1 quả bóng. Bên trong quả bóng chứa thủy ngân hoặc các kim loại nặng để giúp tỷ trọng kế được đứng thẳng. Nhiệt độ chuẩn của tỷ trọng kế là 20 độ C.
+ Lực kế: Phương pháp này sẽ giúp đo được trọng lượng, từ đó xác định thể tích bằng bình chia độ hoặc các dụng cụ khác. Cuối cùng, sử dụng các công thức tính toán để tính khối lượng riêng.
4. Bảng tra khối lượng riêng của nước theo nhiệt độ
5. Ứng dụng thực tế khối lượng riêng của nước trong cuộc sống
- Khối lượng riêng của nước có nhiều tính ứng dụng trong quá trình sản xuất, vận chuyển và sử dụng nước.
+ Ví dụ, khối lượng riêng của nước được dùng để tính lưu lượng nước qua các đồng hồ nước, để tính trọng lực riêng của các dung dịch hóa học, để tính thể tích và khối lượng của các bể chứa nước, để tính sức ép và độ cao của các cột nước trong các hệ thống cấp thoát nước, để tính công suất và hiệu suất của các máy biến áp nhiệt và các máy phát điện hạt nhân sử dụng phản ứng hạt nhân tổng hợp, v.v…