Khối lượng riêng của nước và nước đá là bao nhiêu?

0
192

Tổng hợp thông tin về trọng lượng riêng và khối lượng riêng của nước, công thức tính khối lượng riêng của nước thế nào? tại sao nước đá lại nhẹ hơn nước tinh khiết, có những cách nào để đo trong lượng riêng và khối lượng riêng của nước và một số loại vật chất lỏng khác nhanh chóng không? Các bạn xem bài viết dưới đây nhé

Trọng lượng riêng và khối lượng riêng của nước

Tìm hiểu trọng lượng riêng, khối lượng riêng của nước

Khối lượng riêng của nước

Khối lượng riêng của nước ( tiếng anh là density of water ) hay còn gọi là mật độ khối lượng của nước, là đặc tính mật độ khối lượng nước trên một đơn vị thể tích của nó. Là đại lượng được đo bằng tỷ số giữa khối lượng (m) và thể tích (V) của nước. Công thức tính khối lượng riêng của nước:

D=m/V

Trong đó

  • D: khối lượng riêng của nước đơn vị g/cm3,  hoặc kg/m3
  • m: khối lượng, đơn vị là g, hoặc kg
  • V: thể tích của nước, đơn vị cm3 hoặc m3

Như vậy nước tinh khiết có khối lượng riêng cao nhất là 1000 kg/m3 ở nhiệt độ 40C ( hoặc = 39,20F )

Trọng lượng riêng của nước

Trọng lượng riêng của nước ( tên tiếng anh là specific weight of water ) là trọng lượng của 1m3 nước, đơn vị là N/m3. Như vậy công thức tính trọng lượng riêng của nước được tính như sau:

d=P/V= (m x g)/V= D*g

Trong đó:

  • d là trọng lượng riêng của nước đơn vị N/m3
  • P: trọng lượng của nước đơn vị N
  • V: thể tích của nước đơn vị cm3 hoặc m3
  • m: khối lượng của nước đơn vị g, hoặc kg
  • g: gia tốc trọng trường đơn vị m/s2, giá trị gia tốc trọng trường trái đất thường được cho là 9,80665 m / s2

Ví dụ: trong hệ tiêu chuẩn SI ta tính được trọng lượng riêng của nước ở 40C sẽ bằng:

d = 1000 (kg/m3) x 9,807 (m/s2) = 9807 [Kg/(m2 s2)] = 9807 (N/m3) = 9,807 (KN/m3)

>> Xem thêm:

Trọng lượng riêng, Khối lượng riêng của nước phụ thuộc vào nhiệt độ

Ở mỗi nhiệt độ khác nhau thì khối lượng riêng và trọng lượng riêng của nước cũng thay đổi theo. Dưới đây là biểu đồ sự phụ thuộc của trọng lượng riêng và khối lượng riêng của nước vào nhiệt độ

bang-khoi-luong-rieng-cua-nuoc

Và dưới đây là bảng tra trọng lượng riêng và khối lượng riêng của nước theo nhiệt độ C như sau:

Nhiệt độ [°C]Khối lượng riêng của nước [g/cm3]Khối lượng riêng của nước [kg/m3]Trọng lượng riêng của nước [kN/m3]
0.10.9998495999.859.8052
10.9999017999.909.8057
40.9999749999.979.8064
100.9997000999.709.8037
150.9991026999.109.7978
200.9982067998.219.7891
250.9970470997.059.7777
300.9956488995.659.7640
350.9940326994.039.7481
400.9922152992.229.7303
450.99021990.219.7106
500.98804988.049.6894
550.98569985.699.6663
600.98320983.209.6419
650.98055980.559.6159
700.97776977.769.5886
750.97484974.849.5599
800.97179971.799.5300
850.96861968.619.4988
900.96531965.319.4665
950.96189961.899.4329
1000.95835958.359.3982
1100.95095950.959.3256
1200.94311943.119.2487
1400.92613926.139.0822
1600.90745907.458.8990
1800.88700887.008.6985
2000.86466864.668.4794
2200.84022840.228.2397
2400.81337813.377.9764
2600.78363783.637.6848
2800.75028750.287.3577
3000.71214712.146.9837
3200.66709667.096.5419
3400.61067610.675.9886
3600.52759527.595.1739
373.9460.3220322.03.1577

Nguồn: U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclaimation, 1977, Ground Water Manual, from The Water Encyclopedia, Third Edition, Hydrologic Data and Internet Resources, Edited by Pedro Fierro, Jr. and Evan K. Nyler, 2007

Ta có thể quy đổi giữa các đơn vị như sau:

1 kg/m3 = 1 g/l = 0,001 kg/l = 0,000001 kg/cm3 = 0,001 g/cm3

Khối lượng riêng của nước đá là bao nhiêu

Như trên ta đã biết khối lượng của nước phụ thuộc vào mật độ khối lượng của nước, vì vậy khối lượng riêng của nước đá cũng sẽ khác so với nước tinh khiết. Trong thực tế ta có thể nhìn vào độ đông lạnh của nước để đoán được khối lượng riêng của nó

Nước đá có cấu trúc rất khác so với nước ở dạng thể lỏng, các phân tử nước đá sắp xếp theo một mạng tinh thể đều đặn thay vì ngẫu nhiên như dạng ở thể lỏng vì thế nước đá sẽ ít đậm đặc hơn so với nước

khối lượng riêng của nước đá

Khối lượng của nước đá sẽ bằng khoảng 90% so với khối lượng của nước, còn lại 10% nước đá có thể chứa không khí. Điều này giải thích tại sao khoảng 10% tảng băng trôi sẽ ở trên mặt nước. Trong thực tế người ta quy ước khối lượng riêng của nước đá sẽ là 920 kg/m3

Trong cuộc sống chúng ta thường thấy khối lượng riêng của nước tinh khiết ở 40C (390F) sẽ đậm đặc hơn so với nước 00C (320F), trong các ao hồ hay các vùng nước khác nhau thì nước đậm đặc hơn sẽ chìm xuống dưới so với nước ít đậm đặc hơn. Nếu nước đặc nhất ở điểm đóng băng, thì vào mùa đông, nước rất lạnh ở bề mặt hồ sẽ chìm xuống, hồ có thể đóng băng từ dưới lên. Với việc nước là một chất cách nhiệt tốt như vậy (do khả năng chịu nhiệt của nó), một số hồ đóng băng có thể không tan băng hoàn toàn vào mùa hè.

Cách đo khối lượng riêng của nước bằng tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế là một thiết bị đo lường kho học đơn giản nhất, nó được chế tạo bằng thủy tinh trông rất giống nhiệt kế. Cấu tạo gồm thân hình trụ và một bầu có trọng lượng ở phía dưới để làm cho nó có thể nổi thẳng đứng

Tỷ trọng kế đo khối lượng riêng

Ứng dụng tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế có rất nhiều ứng dụng như đo độ đậm đặc của nước, sử dụng trong các ngành công nghiệp sữa để đo hàm lượng chất béo trong sữa. Tỷ trọng kế thường được những người nấu bia rượu tại nhà sử dụng vì nó cho biết lượng đường có trong chất lỏng và cho người nấu rượu biết được quá trình lên men đã đi được bao xa.

Cách sử dụng:

Thả nhẹ tỷ trọng kế vào chất lỏng cần đo cho đến khi tỷ trọng kế nổi tự do. Trên nhiệt kế có các vạch khắc hoặc đánh dấu sẵn, để người dùng có thể nhìn thấy tỷ trọng kế đang nổi cao hay thấp. Trong chất lỏng ít đặc hơn, tỷ trọng kế sẽ nổi thấp hơn, trong khi ở chất lỏng dày đặc hơn, tỷ trọng kế sẽ nổi cao hơn. Tỷ trọng kế nổi cân bằng khi trọng lực của nó bị cân bằng bởi trọng lượng của thể tích chất lỏng bị nó chiếm chỗ

Do nước được cho là “tiêu chuẩn” để đo các chất lỏng khác, trên tỷ trọng kế vạch đánh dấu cho nước có thể được ghi là 1.000, do đó khối lượng riêng của nước ở khoảng 4°C là 1.000.

Khối lượng riêng của chất lỏng được đọc trực tiếp trên thang đo (thường theo đơn vị g/cm3)

Bảng tra trọng lượng riêng, khối lượng riêng của một số chất lỏng

Loại chất lỏng
Nhiệt độ
(oC)

Khối lượng riêng
(kg/m3)
Acetaldehyde18783
Acetic Acid251049
Acetone25784,6
Rượu (ethanol)25785,1
Rượu (methanol)25786,5
Dầu ô tô15880-940
Dầu khí15,60C (600F)890
Beer (bia)101010
Xăng ( tự nhiên ) 15,60C (600F)711
Xăng ( xe )15,60C (600F)737
Đường glucose15,60C (600F)1350-1440
Methanol20791
Sữa151020-1050
Dầu yến mạch25917
Dầu ô liu20911
Dầu cọ15914
Dầu hướng dương20919
Nước tinh khiết41000
Nước biển250C (770F)1022
Nước đậm đặc11,61105

Các bạn có thể Xem thêm bảng tra khối lượng riêng của nước và của các chất lỏng khác tại đây: https://www.engineeringtoolbox.com/liquids-densities-d_743.html

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here