![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Физические свойства морской воды
Физические свойства морской воды зависят от температуры, давления и солености. Некоторые свойства, как, например сжимаемость, термическое расширение, коэффициент преломления относительно мало изменяются с изменением солености, в то время как другие – плотность, температура замерзания, электропроводность существенно зависят от солености. Плотность, удельный вес и удельный объем морской воды. Одной из важнейших характеристик морской воды является плотность, с которой связаны удельный вес и удельный объем. От распределения плотности зависит горизонтальная и вертикальная циркуляция вод Мирового океана. В свою очередь плотность зависит от температуры, солености и давления, из которых наибольшей изменчивостью во времени и пространстве обладает температура воды. Плотностью морской воды (S T/4) в океанографии принято называть отношение веса единицы объема при температуре ее наибольшей плотности к весу единицы объема дисцилированной воды при 4º С. Как следует из определения, принятое определение не соответствует физическому понятию плотности, согласно которому плотность определяется массой содержащейся в единице объема кг/м3. Океанографическое понятие плотности соответствует принятому в практике понятию удельного веса, который является величиной безразмерной. Однако при производстве расчетов, в которых используется плотность морской воды, следует помнить о ее размерности. Так как плотность морской воды всегда больше единицы (среднее значение для океанов равно 1, 025 кг/м3), то для сокращения записи введено понятие условной плотности st определяемой из соотношения st = (S T/4 - 1) 103 (2.1)
Величина обратная плотности называется удельным объемом морской воды at/4. Так как удельный объем всегда больше 0, 9 и меньше 1, 0, то введено понятие условного удельного объема nt, определяемого из соотношения
nt = (at/4 - 0, 9) 103 (2.2)
При определении истинных значений плотности и удельного объема морской воды, которые она имеет на глубине залегания, необходимо знать ее сжимаемость. Сжимаемость морской воды. Гидростатическое давление - важнейший механический параметр термодинамического состояния этой системы. Под действием давления выше лежащих слоев происходит сжатие воды и уменьшение удельного объема. Единицей давления является 1 Па=1 Н/м2. Удобно представлять давление единицами длины – высотой столба воды определенной плотности. Увеличение глубины на 1 м вызывает увеличение гидростатического давления примерно на 104 Па= 1дбар. При этом относительная погрешность не превышает 4 %; например, на глубине 1000, 6000, 10000, и 11022 м давление соответственно равно 1021, 6146, 10319 и 11390 дбар. Наиболее точные результаты можно получить, если использовать формулу А.С. Полосина:
p=9, 81·104(1, 033+1, 028126·10-1z+2, 38·10-7z2-6, 8·10-17z4) (2.3) где z – глубина, м; р – гидростатическое давление, Па.
Сжимаемость невелика, однако неучет ее при изучении таких процессов, как расчет плотностных течений, адиабатических изменений температуры, устойчивости, скорости звука может привести к существенным погрешностям. Можно отметить, что, несмотря на малую сжимаемость морской воды, уровень реального Мирового океана расположен примерно на 30 м ниже того уровня, который он бы занимал при условии несжимаемости воды. Уравнение состояния морской воды характеризует ее как термодинамическую систему и устанавливает количественную связь между плотностью и определяется ее параметрами:
a = 1/r = f(t, S, p) (2.4) r =r(t, S, p) (2.5)
где t – температура; S – соленость; p – гидростатическое давление. Эмпирические формулы определения параметров состояния морской воды настолько сложны, что в случаях, когда не требуется большая точность удобно использовать формулу П.С. Линейкина:
r(t, S, p)= 1+10-5(6, 98·t- 0, 918·t2 - 0, 39 S·t+82·S + 5·10-3·p) (2.6)
где t -температура º С; S -соленость 0/оо; р – гидростатическое давление, Па.
ВЫВОДЫ: 1. Физические свойства морской воды взаимосвязаны с её химическими свойствами и во многом определяются циркуляцией вод в Мировом океане и климатическими условиями района.
|