Khối lượng riêng của nước

Khối lượng riêng hay còn gọi là mật độ khối lượng, nói một cách đơn giản hơn thì khối lượng riêng. Là tỉ lệ thể tích so với khối lượng của vật rắn. Dựa vào thông tin trên, ngày hôm nay chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu về khối lượng riêng của nước.

Khối lượng riêng của nước là gì?

Khối lượng riêng của nước là trọng lượng của nước, trên một đơn vị thể tích. Trọng lượng này sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của nước mà thay đổi.

Khi nhiệt độ tăng, thể tích của nước tăng do sự giãn nở của phân tử, dẫn đến khối lượng riêng giảm. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm thể tích của nước giảm do sự co lại của phân tử dẫn đến khối lượng riêng tăng.

Tuy nhiên, khi nhiệt độ giảm xuống dưới 0 độ C, hay khi nước chuyển sang trạng thái rắn (đóng băng), thì khối lượng riêng lại giảm do sự sắp xếp lại của phân tử thành cấu trúc tinh thể. Theo các nguồn tham khảo , khối lượng riêng của nước đá ở 0 độ C là khoảng 920 kg/m3 hoặc 0.92 g/cm3.

Nước là một chất hóa học không mùi, không vị, trong suốt và không màu, là thành phần chính của hồ, đại dương, suối và chất lỏng của hầu hết các sinh vật sống trên hành tinh này. Khối lượng riêng là khối lượng trên một đơn vị thể tích của một chất.

Ngoài ra, khối lượng riêng của nước cũng phụ thuộc vào áp suất và thành phần của nước. Khi áp suất tăng, thể tích của nước giảm do sự ép chặt các phân tử lại với nhau, dẫn đến khối lượng riêng tăng. Khi thành phần của nước có chứa các tạp chất như muối, khoáng chất hay các chất hòa tan khác, thì khối lượng riêng cũng tăng do sự gia tăng về khối lượng trong cùng một thể tích.

Khối lượng riêng của nước là gì
Khối lượng riêng của nước là gì

Công thức và đơn vị khối lượng riêng

Thực chất việc để nhớ được không thức tính khối lượng riêng không quá cao. Cũng không cần phải tư duy quá nhiều, nếu bạn để ý một chút từ những thông tin mà mình vừa chia sẻ ở trên. Có thể nhận thấy được, công thức tính khối lượng riêng chính là:

D= m/v (kg/m3)

Trong đó

m là khối lượng đơn vị (kg),

v là thể thích đơn vị (m3).

Công thức này không chỉ sử dụng cho nước, còn áp dụng cho mọi vật rắn khác nhau. Cho nên việc nhớ được công thức, trong một số trường hợp không nhớ con số chính xác khối lượng riêng bằng bao nhiêu. Ta có thể áp dụng công thức để tính nhanh hơn.

Đối với nước nguyên chất, điều kiện ở nhiệt độ 4 độ C. Người ta quy định khối lượng riêng của nước D= 1000 kg/m3.

Từ đó tính được khối lượng của nước m = DxV= 1000×1= 1000 (kg)

Có nghĩa là cứ 1m3 nước bằng 1000 kg.

Chú ý: Chỉ áp dụng cho nước nguyên chất, không có chứa tạp chất và nhiệt độ ở mức 4 độ C. Trong thực tế những điều này có thể khác hoàn toàn, đơn giản như nhiệt độ. Đối với thời tiết bên ngoài mức nhiệt độ không có cố định.

Công thức tính khối lượng riêng của nước
Công thức tính khối lượng riêng của nước

khối lượng riêng của nước đá

Như mình đã nói ở trên, đối với khối lượng riêng của nước. Bị phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Và nước đá là một ví dụ cụ thể trong trường hợp này. Đối với nước đá, nhiệt rất thấp cho nên. Khối lượng riêng của nước đá, bao giờ cũng thấp hơn.

Hiện nay khối lượng riêng của nước đá được quy ước là: 920kg/m3

Xem thêm một số khối lượng riêng của nước, ở các mức nhiệt khác nhau.

Nhiệt ĐộMật Độ Nước (kg/m3)
° C° F
0.032.0999.5425
4.039.2999.9750
10.050.0999.7026
15.059.0999.1026
17.062.6998.7779
20.068.0998.2071
25.077.0997.0479
37.098.6993.3316
100.0212.0958.3665

Ba phương pháp để đó được khối lượng riêng của nước

Có nhiều phương pháp đo khối lượng riêng của nước, tùy thuộc vào mục đích và độ chính xác cần thiết.Trong đó có ba phương pháp là được sử dụng nhiều nhất cụ thể là những phương áp như sau:

Phương pháp trực tiếp

Phương áp đo trực tiếp được xem là một trong số các phương pháp đơn giản và dễ thực hiện nhất, bằng cách sử cân trực tiếp khối lượng và thể tích nước thông qua bình chứa hoặc thiết bị chuyên dụng.

Sau đó, áp dụng công thức khối lượng riêng D = m/V, trong đó D là khối lượng riêng, m là khối lượng và V là thể tích của nước. Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản và dễ thực hiện, nhưng có nhược điểm là không chính xác cao do sai số của thiết bị đo và ảnh hưởng của nhiệt độ.

Phương pháp tỷ trọng kế

Phương pháp này dùng một thiết bị gọi là tỷ trọng kế, được làm bằng thủy tinh, có hình trụ một đầu được gắn một quả bóng. Đối với quả bóng trong sẽ chứa kim loại hoặc thuỷ ngân với mục đích đảm bảo tỷ trọng kế luôn thẳng đứng trong quá trình sử dụng.

Trên thân tỷ trọng kế có ghi các vạch chia để chỉ giá trị khối lượng riêng của nước tại các nhiệt độ khác nhau. Để đo khối lượng riêng của nước, ta chỉ cần nhúng tỷ trọng kế vào nước và xem vạch chia tương ứng với mức nước. Phương pháp này có ưu điểm là chính xác hơn phương pháp trực tiếp và không cần tính toán, nhưng có nhược điểm là tỷ trọng kế dễ vỡ và không thể đo được khối lượng riêng của các dung dịch có thành phần khác nhau.

Phương pháp tỷ trong kế
Phương pháp tỷ trong kế

Phương pháp lực kế

Phương pháp này dùng một thiết bị gọi là lực kế, là một loại cân có thang đo hiển thị lực kéo hoặc lực nén của vật.

Để đo khối lượng riêng của nước, ta cần có một vật có hình dạng quả cầu hoặc hình hộp, có thể tính được thể tích chính xác.

Sau đó, ta treo vật lên lực kế và ghi lại giá trị lực kéo khi vật ở trong không khí và khi vật ở trong nước. Khối lượng riêng của nước sẽ được tính bằng công thức D = (F1 – F2)/Vg,

Trong đó:

  1. D là khối lượng riêng,
  2. F1 là lực kéo khi vật ở trong không khí,
  3. F2 là lực kéo khi vật ở trong nước
  4. V là thể tích của vật và g là gia tốc trọng trường.

Phương pháp này có ưu điểm là có thể đo được khối lượng riêng của các dung dịch có thành phần khác nhau và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nhưng có nhược điểm là phức tạp và cần tính toán nhiều.

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…

5/5 - (1 bình chọn)
Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

phone-icon zalo-icon