Определение — удельный вес — жидкость
Определение удельного веса жидкости производят с помощью пикнометра. Содержание СГ определяют, главным образом, меркурометрическим методом, а в отдельных случаях — аргенто-метрическим. Качественное определение NH3 производят реактивом Несслера.
Для определения удельного веса жидкостей пользуются ареометром, который погружается тем глубже, чем меньше удельный вес жидкости. Ареометр имеет шкалу с делениями, показывающими удельные веса жидкостей.
Для определения удельного веса жидкостей необходим тонкий стеклянный капилляр длиною 10 — 15 мм и диаметром около 0 1 мм; емкость капилляра — около 0 3 мм3, его вес — около / Змг.
Для определения удельного веса жидкости на крючок вешают стеклянный поплавок и подвинчиванием установочного винта, который должен обязательно находиться в плоскости планки, приводят к совпадению острия-указателя на планке и на коромысле. Затем наливают в цилиндр жидкость, подставляют его под поплавок и наложением рейтеров на коромысло уравновешивают весы. Больший рейтер показывает десятичные знаки, следующие — сотые и тысячные, а самый малый — десятитысячные.
Для определения удельного веса жидкости в ци-линдр 7 наливают испытуемую жидкость, предварительно приведенную к температуре 20, и опускают в нее сухой поплавок так в жидкость.
Для определения удельного веса жидкости существуют два метода. Один из них заключается во взвешивании известного объема жидкости, находящейся в мерном сосуде, который носит название пикнометра. Другой основан на использовании закона Архимеда. Трубка / ареометра погружается в сосуд 2 с жидкостью 3 и плавает в ней. Глубина погружения отсчитывается по шкале. Затем по специальным таблицам определяется объемный вес жидкости. Существуют ареометры, на шкале которых нанесены деления, соответствующие объемному весу жидкости.
При определении удельного веса жидкости ареометр не должен касаться стенок сосуда, в котором производится испытание.
На основании определения удельного веса жидкости находят по таблице концентрацию данного вещества.
|
Схема автоматического регулирования режима девул-канизации. |
Ареометры служат для определения удельного веса жидкости или концентрации растворов.
Цилиндры применяются для определения удельного веса жидкостей при помощи ареометров.
В лабораторной практике для определения удельного веса жидкостей используются пикнометры, весы Мора и ареометры. Ареометр — наиболее распространенный прибор — применяется для быстрых и приближенных определений удельного веса жидкостей. Он погружается в жидкость частично. На верхней непогружаемой части ареометра нанесены деления. По делению, до которого ареометр погружается в жидкость, отсчитывается величина удельного веса. Непосредственно с погружаемой частью ареометра соединен термометр, который показывает температуру жидкости в момент измерения.
Ареометры, применяемые для определения удельного веса жидкостей тяжелее воды, имеют нуль вверху шкалы, а для жидкостей легче воды — внизу шкалы.
Разработка и испытание прибора для определения удельного веса жидкостей с дистанционной передачей показаний, Отч.
Погрешность Ду зависит от точности определения удельного веса жидкости ареометром или другим прибором и от соответствия так называемой средней пробы действительному среднему составу жидкости в резервуаре
Принимая во внимание, что удельный вес обычно определяется с точностью до третьего знака и что средняя проба вносит дополнительную неточность, эта погрешность должна быть принята равной не менее 0 1 % от величины удельного веса.
Средняя плотность — вода
Средняя плотность воды определяется как средняя арифметическая величина между РВ. Для установления плотности воды на забое нагнетательных скважин используется метод, изложенный в гл. При этом забойная температура может быть принята равной температуре закачиваемой воды, а ориентировочное значение забойного давления рассчитывается по формуле (VI.7), в которой используется значение рв.
Определение средней плотности воды, заполняющей пористое тело, по кривой ее температурного расширения.
V — объем раствора; Гу — радиус шара с объемом V; — р — средняя плотность воды в растворе.
В водяных и нагнетательных скважинах забойное давление определяют аналогично пластовому по формуле (1.41), но в действующих скважинах. При этом средняя плотность воды равна средней арифметической величине между плотностями воды на устье и на забое скважины.
|
Одноимпульсный ( двухимпульсный АРУ с местной обратной связью.| Структурная схема трехимпульсного АРУ, — передаточная функция регулирующего блока. |
Уровень питательной воды в ядерных паропроизводящих установках ( ЯППУ) зависит от подвода тепла. При увеличении мощности реактора возрастает интенсивность парообразования, что снижает среднюю плотность воды и повышает ее уровень даже при сохранении баланса между расходами пара и воды. На практике имеет место известный парадокс, когда увеличение расхода не-догретой воды для питания ЯППУ, вместо увеличения уровня ведет к его временному снижению из-за уменьшения интенсивности парообразования.
По данным теплового баланса ( см. § 17) количество тепла, отводимого от двигателя водой: QB 60 510 Дж / с; средняя теплоемкость воды ст 4187 Дж / ( кг К), средняя плотность воды р к 1000 кг / м3; напор, создаваемый насосом, принимается рш 120 000 Па; частота вращения насоса пв.
По данным теплового баланса ( см. § 17) количество тепла, отводимого от двигателя водой: QB 60 510 Дж / с; средняя теплоемкость воды сш 4187 Дж / ( кг К), средняя плотность воды рщ 1000 кг / м3; напор, создаваемый насосом, принимается рж 120 000 Па; частота вращения насоса в.
Эта формула справедлива в случае, когда плотность воды мало изменяется. Однако плотность воды зависит от таких параметров как давление и температура. Для учета этих факторов при расчете средней плотности воды по стволу скважины Ю. П. Гаттенбергером ( 1979 г.) были предложены расчеты, по которым можно найти среднеарифметическую плотность воды в стволе скважины.
|
Гипотетический выброс газа на морском участке газопровода Россия-Турция. |
Изменения всех величин связаны с изменением глубины воды и параметров газа в трубопроводе. При увеличении глубины размеры пятна загрязнения на поверхности воды увеличиваются. Концентрация загрязняющих веществ в нем обратно пропорциональна радиусу. Средняя плотность смеси в пятне в глубоководной части близка к обычной плотности воды и может быть значительно ниже ( 800кг / м3) в относительно мелководной части у турецкого склона. В еще более мелкой части моря могут возникнуть выбросы газа в виде газоводяного фонтана, средняя плотность воды в которых также мала. Профиль глубин вблизи российского берега таков, что выбросы здесь проявляются в виде фонтанов. Участок моря с глубинами, для которых характерны пятна с водой пониженной плотности, здесь невелик.
Плотность воды
Плотность воды определяется массой единичного объема в килограммах на метр кубический (кг/м3). В водоеме П.в. зависит от таких вещей как: минерализация, температура, количество растворенных солей в воде, ну и, конечно же, от давления высших слоев воды.
Плотность воды химически чистой (обессоленной) зависит от температуры. Их зависимость вычисляется по формуле, которая напоминает параболу с определенной вершиной при t 3,98°С. При такой температуре плотность воды как химического вещества принято считать равной 1000 кг/м3, или же 1г/см3. Если происходит снижение t до 0°С, плотность воды снижается на 0.132 кг/м3, а если же происходит повышение t, то плотность понижается до 995.67 кг/м3 (это при 30°С). Условной П.в. называется разность между плотностью при некоторой температуре (t) и самой большой плотностью (sigma t) approx rho T – 1000. По-другому ее еще называют аномалией П.в. При повышении давления и минерализации П.в. тоже увеличивается. Незначительные изменения плотности воды от всех этих трех факторов играют важнейшую роль при динамике вод в водоемах, в формировании качества воды и их экосистем.
Всем известно, что при повышении температуры вещества увеличивают свой объем и понижают плотность. Вода обладает точно таким же свойством, но в интервале от 0 до 4°С, где с возрастанием температуры объем не повышается, а, наоборот, сокращается, данное свойство не выполняется. Принято считать максимальную плотность воды при температуре 4°С. Отсюда можно сделать вывод, что для воды зависимость объема и температуры двузначна. К примеру, при 0.2 и 8°С масса воды занимает одинаковое количество объема, точно так же как и при 3 и 5°С. Но, не смотря на это, воду принято считать эталоном плотности – при температуре равной 4°С, когда ее масса в 1 грамм имеет объем в 1 кубический сантиметр.
А как изменится объем воды при понижении температуры? Выяснилось, что при t ниже 0°С он будет продолжать увеличиваться, при условии переохлаждения. Но переохлаждение всегда требует сложных условий: неподвижность воды, отсутствия мест кристаллизации льда.
Если вода лишена растворенных в ней газов, то ее можно переохладить до минус 70°С и при этом она не превратится в лед. Но если ее встряхнуть или добавить небольшое количества льда, то она мгновенно покроется льдом и температура ее подскочит до 0°С (на 70°С). Можно так же довести воду до температуры 150°С без закипания, однако если в нее ввести пузырек воздуха, то вода моментально вскипит и температура ее понизится до 100°С.
Вода, при замерзании, внезапно увеличивается в объеме на 11%, так же внезапно и уменьшается при таянии. Это увеличение объема играет огромную роль, как в природе, так и в жизни людей. При замерзании воды и ее дальнейшем увеличении объема, происходит расширение, в результате чего возникает сильное давление, равное 2500 кгс/см2. Именно поэтому замерзающая вода обладает разрушительной силой в замкнутых пустотах, трещинах гор. Именно это объясняет то, как замерзающая вода разрушает многолетние глыбы, превращая их в мелкие осколки или же, как происходят взрывы крупных наледей. Точно так же, при замерзании воды в трубопроводе, происходит расширение труб, а в дальнейшем и их взрывы. Стоит так же сказать, что все эти процессы происходят при абсолютном давлении равном 1 атм.
Важно так же то , что максимальная плотность воды отмечается при 4°С, лед оказывается легче жидкости и находится на поверхности. Если бы лед находился внизу водоемов, то они промерзали бы с самого дна, создавая глобальную катастрофу для всех тех, кто обитает в этих водоемах
Читая увлекательные статьи о свойствах физических тел и химических веществ, поневоле завидуешь тем ученым, которые изучают эти процессы, проводя разнообразные лабораторные опыты. Но чтобы стать таким ученым, сначала надо научиться азам, закончив среднее образование и продолжив обучение в ВУЗе с физическим или химическим уклоном. Но для этого сначала необходимо сдать вступительные экзамены, хорошо подготовиться к которым, не обращаясь к услугам репетиторов в наши дни практически невозможно. Вот почему необходимо знать стоимость репетитора и перечень нужных вам предметов. В этом Вам сможет помочь сайт “Дистанционный репетитор”.
Рубрика: Свойства воды |
Метки: свойства
Удельный вес — спирт
Удельный вес спиртов меньше, чем воды, но значительно больше, чем удельный вес углеводородов с близкими молекулярными весами.
Проверку удельного веса спирта производят не реже трех раз в месяц и приурочивают к проверке водного значения пикнометра.
Одновременно резко снизился удельный вес спирта, вырабатываемого из картофеля.
Хорошее подтверждение этого мы находим и в различном удельном весе спиртов. Что чистая Кислотная материя, являющаяся главной составной частью кислотных спиртш, имеет значительную плотность, очевидно из следующих соображений. Что флогистон удельно легче воды, об этом свидетельствуют плавающие на пей эфирные масла и ректификованный винный спирт. Так как сера сама в два раза тяжелее воды, то из законов гидростатики непосредственно вытекает, что удельный вес купоросной или серной кислоты должен значительно превосходить удельный вес воды и что, следовательно, кислотные спирты тем удельно тяжелее, чем больше содержат кислотного начала.
Вследствие сокращения общего объема при смешивании спирта с водой и разности в удельных весах спирта и воды концентрация одного и того же спирта, вычисленная в весовых и объемных процентах, выражается разными числами.
Вследствие упомяиутого выше сокращения общего объема при смешивании спирта с водой и разности в удельных весах спирта и воды концентрация одного и того же спирта, вычисленная в весовых и объемных процентах, выражается разными числами.
Этиловый спирт, применяемый при этом, при взбалтывании с пробой отнимает от нее воду и вследствие этого удельный вес спирта увеличивается. Зная удельный вес спирта до и после испытания, можно определить, сколько им отнято воды из пробы. Испытание производится следующим образом.
|
Схема аэродинамической экспериментальной установки. |
Здесь k — коэффициент прибора, определяемый его конструкцией, наклоном трубки и масштабом шкалы; Yc п — удельный вес спирта в микроманометре.
|
Тягонапоромер е наклонной трубкой типа ТНЖ ( 91. |
Шкала прибора градуируется в мм вод. ст., поэтому при заливке тягонапоромера другой затворной жидкостью, удельный вес которой отличен от удельного веса спирта, в показания прибора необходимо вводить поправочный коэффициент на удельный вес заливаемой жидкости.
Собственные мои опыты, которые я с этой целью в большом количестве и с величайшей тщательностью проделал, совершенно убедили меня, что значительно уменьшить удельный вес спирта, установленный Мушенброком, с помощью общепринятого в настоящее время способа очистки, то есть при очистке виннокаменной солью, невозможно.
Проба взвешивается предварительно во влажном состоянии, в каком она находилась в стене, и затем погружается в спирт определенного удельного веса и взбалтывается в нем, после чего определяется снова удельный вес спирта, который при этом обычно оказывается несколько увеличенным, что и дает основание для определения количества воды, содержавшейся в пробе.
|
Наклонный манометр. |
Наклонные манометры чаще всего заполняют спиртом. Удельный вес спирта меньше удельного веса воды, что также способствует удлинению столбика жидкости и точности отсчета. Поверхность жидкости в резервуаре настолько велика по сравнению с площадью поперечного ( живого) сечения капиллярной трубки, что понижением уровня за счет вытеснения жидкости в трубку можно пренебречь и считать нуль шкалы постоянным.
Физические свойства воды
Температура плавления и кипения водыПлотность воды и льдаТеплоемкость водыСкрытая теплота плавления и испарения водыДиэлектрическая проницаемость водыПоверхностное натяжение воды
Плотность воды и льда
Именно эта особенность воды, как известно предохраняет от сплошного промерзания в суровые зимы озера и пруды и тем самым спасает жизнь в этих водоемах. Осенний воздух охлаждает поверхностные слои озера, они становятся тяжелее и опускаются на дно. Озеро охлаждается. Но этот процесс идет лишь до тех пор, пока температура воды не достигнет 4 °C. Если теперь поверхностные слои станут еще холоднее, то они уже не опускаются на дно, так как плотность этих слоев меньше плотности глубинной воды, где сохраняется температура 4 °C. Отличия в плотности не велики — эти отличия проявляются лишь в четвертом знаке после запятой, — но этих отличий вполне достаточно, чтобы вода с температурой, близкой к 0 °C не могла проникнуть в глубину озера. Процесс охлаждения поверхностных слоев пойдет теперь быстрее и вскоре свинцовая гладь озера закроется первым хрупким льдом. Лед — плохой проводник тепла, надежно спрячет от страшных зимних морозов жизнь озера. Такой циркуляцией объясняется, почему на более мелких участках озера лед образуется раньше и в последствии он толще.
Разницей в температурах верхних и нижних слоев воды пользуются при работе земснарядов в зимних условиях. При помощи насосов из более глубоко части водоёма накачивают воду в поверхностные слои, чем предупреждают образование льда у работающего агрегата.
А вот морская вода (представляющая собой, как известно, рассол, в каждом литре которого содержится около 35 граммов солей) при охлаждении ведет себя совсем по-иному: наибольшая плотность у нее отмечается при более низких температурах, чем у пресной, а именно при -3,5 °C. Но замерзает морская вода при -1,9 °C, т.е. она превращается в лед не достигая максимальной плотности.
Если при плавлении льда объём полученной жидкости меньше, чем объём взятого льда, то можно сделать предположение, что переход льда в жидкое состояние будет облегчён, если лёд подвергнуть давлению, т.е. сближению кристаллов между собою. В самом деле, если оказать на лёд высокое давление, то температура плавления его понижается. Так, под давлением в 2045 атм (на 1 см2) лёд будет плавиться при температуре -22 °C. Дальнейшее повышение давления уже не снижает температуры плавления, так как образуются новые формы льда с новыми свойствами. Способностью льда таять при более низкой температуре под большим давлением объясняется и то, что у ледников, толщина которых громадна, таяние у основания начинается раньше чем на поверхности.
Литература
Плотность воды
водный наземный среда жизнь
Вода отличается от воздуха большей плотностью. В этом отношении она в 800 раз превосходит воздушную среду. Плотность дистиллированной воды при температуре 4°С равна 1 г/см3. Плотность же природных вод, содержащих растворенные соли, может быть больше и доходит до 1,35 г/см3. В среднем н водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атмосферу. Высокая плотность воды отражается на строении тела гидрофитов. Так, если у наземных растений хорошо развиты механические ткани, обеспечивающие прочность стволов и стеблей; расположение механических и проводящих тканей по периферии стебля создает конструкцию «трубы», хорошо противостоящую изломам и изгибам, то у гидрофитов механические ткани сильно редуцированы, так как растения поддерживаются самой водой. Механические элементы и проводящие пучки довольно часто сосредоточены в центре стебля или листового черешка, что придает способность изгибаться при движениях воды.
Погруженные гидрофиты обладают хорошей плавучестью, создаваемой специальными приспособлениями (воздушные мешки, вздутия). Вместе с тем следует отметить, что многие обитатели морей и океанов относительно стенобионты и приурочены к определенным глубинам. Это относится в первую очередь к мелководным и глубоководным видам.
Плотность воды обеспечивает возможность животным организмам опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм. Опорность среды служит условием парения в воде
Именно к этому образу жизни приспособлены многие гидробионты.
На водные организмы большое влияние оказывают световой режим и прозрачность воды. Интенсивность света в воде сильно ослаблена, так как часть падающей радиации отражается от поверности воды, другая поглощается ее толщей. Поглощение света связано с прозрачностью воды. В связи с тем, что лучи разных участков солнечного спектра неодинаково поглощаются водой, с глубиной изменяется и спектральный состав света, ослабляются красные лучи. Погруженные и особенно глубоководные относят к «теневой флоре». В мелководных зонах преобладают зеленые водоросли. В более глубоких зонах встречаются бурые водоросли, имеющие кроме хлорофилла бурые пигменты фикофеин, фукоксантин и др. Еще глубже обитают красные водоросли, содержащие пигмент фикоэритрин. Здесь четко прослеживается способность к улавливанию солнечных лучей с разной длиной волны. Данное явление получило название хроматической адаптации. У частично погруженных в воду растений хорошо выражена гетерофилия, т. е. различие строения надводных и подводных листьев у одного и того же растения.
Глубина водной среды оказывает влияние и на животных, их окраску, видовой состав и т. д. В светлых, поверхностных слоях воды обитают ярко и разнообразно окрашенные животные, глубоководные же виды обычно лишены пигментов. В сумеречной зоне океана обитают животные, окрашенные в цвета с красноватым оттенком, что помогает им скрываться от врагов, так как красный цвет в сине-фиолетовых лучах воспринимается как черный. Красная окраска характерна для таких животных сумеречной зоны, как морской окунь, красный коралл, различные ракообразные и др. Световой день в воде значительно короче (особенно в глубоких слоях), чем на суше.
Температура — наибольшая плотность — вода
Температура наибольшей плотности воды понижается с увеличением давления. Так, при нормальном барометрическом давлении ( 760 мм рт. ст.) наибольшая плотность имеет место при 4 С, при давлении же /) 41 6 am температура наибольшей плотности будет 3 3 С, а при р — 144 9 am — всего t 0 6 С.
Вследствие этого большие толщи воды сравнительно легко прогреваются солнечными лучами лишь до температуры наибольшей плотности воды; дальнейшее прогревание нижних слоев идет крайне медленно. Наоборот, охлаждение воды до температуры наибольшей плотности идет сравнительно быстро, а затем процесс охлаждения замедляется.
Вследствие этого большие толщи воды сравнительно легко прогреваются солнечными лучами лишь до температуры наибольшей плотности воды; дальнейшее прогревание нижних слоев идет крайне медленно. Наоборот, охлаждение Воды до температуры наибольшей плотности идет сравнительно быстро, а затем процесс охлаждения замедляется.
Литр представляет собой постоянный объем, который для физических и химических целей обычно измеряют стеклянными сосудами. Для удобства измерения определение объема производится не при 4 — температуре наибольшей плотности воды, но при 15, 17 5, 20 или 28 С. Так как термическое расширение стекла увеличивает объем стеклянного сосуда приблизительно на 1 / 40000 на каждый градус повышения температуры, то черта на шейке измерительной колбы ставится тем ниже, чем выше температура, для которой предназначен сосуд.
Эти данные относятся к пресной ( химически чистой) воде. У морской воды наибольшая плотность наблюдается примерно при 3 С. Увеличение давления тоже понижает температуру наибольшей плотности воды.
За единицу объема жидкостей принимают теоретически 1 литр или 1 миллилитр — 0 001 литра — практически равный одному кубическому сантиметру. Точнее, 1 литр равен 1000 028см3, но в химической практике можно считать 1 см3 1 мл. Теоретически калибровка посуды должна производиться при 4 С, температуре наибольшей плотности воды. Практически же лабораторная посуда калибруется на истинные литры или миллилитры и их части при 15 и 17 5, а в последнее время при 20, так как по международному соглашению температура 20 принята за нормальную.
|
Мерные колбы. |
Тысячная доля литра называется миллилитром и обозначается мл. Один миллилитр равен 1 000028 куб. В практике химического анализа объемы растворов выражают в литрах или миллилитрах. В лабораторных условиях температура обычно не соответствует температуре наибольшей плотности воды ( 3 98), поэтому при расчетах концентрации растворов пользуются нормальным литром — объемом, который при 20 занимает объем истинного литра.
Самое распространенное на поверхности Земли вещество — вода — имеет особенность, отличающую ее от большинства других жидкостей. Она расширяется при нагревании только свыше 4 С. От 0 до 4 С объем воды, наоборот, при нагревании уменьшается. Таким образом, наибольшую плотность вода имеет при 4 С. Эти данные относятся к пресной ( химически чистой) воде. У морской воды наибольшая плотность наблюдается примерно при 3 С. Увеличение давления тоже понижает температуру наибольшей плотности воды.
Список источников
- www.ngpedia.ru
- sitewater.ru
- studbooks.net
- all-about-water.ru