Физические характеристики морской воды

  Основные физические характеристики морской воды

  1. Плотность, удельный вес и объем.
  2. Давление и сжимаемость морской воды.
  3. Термические свойства морской воды.
  4. Диффузия и осмос

  Плотность, удельный вес и удельный объем. Уравнение состояния морской воды.

Плотность является одной из основных характеристик морской воды. Изменения плотности во времени и пространстве определяют распространение звука в воде, горизонтальную и вертикальную циркуляцию вод, перемешивание и устойчивость слоев в Мировом океане.

Плотность морской воды, в отличие от пресной, зависит от температуры, солености и давления, т е.

р = f (T,S,P)

Эта формула в общем виде выражает уравнение состояния морской воды. Связь между плотностью воды и определяющими ее параметрами нелинейна, и простой теоретической формулы для нее еще не получено. Поэтому предложены приближенные уравнения состояния, по которым вычисляется плотность in situ.

Основным фактором, влияющим на плотность, является температура, поэтому для океанологических расчетов иногда применяют приближение Буссинеска:

ρ =1.028 (1 — βT),

где β — коэффициент, выражающий зависимость изменения плотности от изменения температуры (в приводится в Океанологических таблицах), T — температура воды, ρ — плотность в г-см3.

В настоящее время используется Международное уравнение состояния морской воды, принятое в 1980 г.

В этом уравнении плотность (ρ кг-м3) морской воды при давлении в одну стан­дартную атмосферу (Р = 0) вычисляется по температуре (Т0С) и солености (S) согласно следующему уравнению:

ρ (Т, S, O) = ρw + (8.24493-10-1 — 4.0899 10-3 Т + 7.6438-10-5 Т2 — 8.2467-10-7 Т-3 + 5.3875 •10-9 Т4) S — (5.72466 -10-3 — 1.0227-10-4Т + 1.6546 -10-6 Т2 S3/2 + 4.8314 -10-4 S2),

где ρw — плотность стандартной средней океанской воды, принятой в качестве эталона чистой воды, определяется как:

ρw = 999.842594 + 6.793952 -10-2 Т — 9.095290 -10-3 Т2 + 1.001685 10-4 Т3 — 1.120083 10-6 Т4 + 6.536332×10-9Т5.

Международное уравнение состояния морской воды при атмосферном давлении действительно в диапазонах солености от 0 до 42%о и температуры от — 2 до +400С.

Имеются и другие уравнения состояния морской воды, предложенные советскими учеными П.С.Линейкиным и О.И.Мамаевым.

В физике плотность определяется массой, содержащейся в единице объема, и имеет размерность г-см-3. Морская вода при Т=200С и S=35%o имеет физическую плотность ρ = 1.024781 г-см-3.

В океанологии используется специфическое определение плотности. Под плотностью морской воды S  t/4 — в океанологии понимается отношение массы единицы объема морской воды при температуре t в момент ее определения (in situ1) к массе единицы объема дистиллированной воды при температуре 40С.

Хотя численно плотность морской воды S t/4 — равна физической плотности ρ, понятие плотности, принятое в океанологии, не соответствует физическому понятию плотности. Океанологическое понятие плотности соответствует принятому в практике понятию удельного веса.

В физике удельный вес вещества определяется как вес единицы его объема.

Удельный вес морской воды для удобства сравнений и расчетов имеет в океанологии две формы выражения:

1. Удельный вес морской воды при температуре 17.5°С, отнесенный к удельному весу дистиллированной воды при той же температуре: S = 17,5/17,5

2.   Удельный вес морской воды при температуре О0 C, отнесенный к удельному весу дистиллированной воды при 40С: S 0/4. Эту величину называют плотностью морской воды при температуре О0 C.

Эти определения плотности и удельного веса отличаются от аналогичных физических понятий тем, что являются безразмерными величинами.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Отзывы и трекбеки отключены.

Отзывы временно отключены.

Яндекс.Метрика