L'eau salée peut être décrite comme plus lourde que l'eau du robinet, à condition qu'elle soit comprise comme « par unité de volume » d'eau. Scientifiquement indiqué, un volume d'eau salée est plus lourd qu'un volume égal d'eau du robinet parce que l'eau salée a une densité plus élevée que l'eau du robinet. L'eau du robinet est relativement pure, contenant généralement de petites quantités de sels minéraux et de petites quantités de matière organique. Les solutions aqueuses fortement concentrées en sels dissous ont des densités bien supérieures à celles de l'eau pure ou du robinet.
Densité et gravité spécifique
Densité et gravité spécifique sont des termes qui décrivent la concentration d'une substance en masse. La densité est définie comme la masse d'une substance par unité de volume, généralement exprimée en grammes par centimètre cube. Par exemple, la densité de l'eau pure à 39 degrés Fahrenheit est de 1 gramme par centimètre cube et la densité moyenne de l'eau de mer est d'environ 1,027 gramme par centimètre cube. La densité, qui est définie comme le rapport de la densité d'une substance à la densité de l'eau, est une mesure utilisée dans de nombreuses applications scientifiques. Pour la plupart des substances, la densité et la densité sont presque identiques à température ambiante.
Solubilité des sels
L'explication de la densité plus élevée de l'eau salée se trouve dans les poids de formule des composés salins. L'eau est composée d'atomes d'hydrogène et d'oxygène relativement légers, qui ont respectivement des poids atomiques un et 16. La plupart des sels sont composés d'atomes métalliques plus lourds, tels que le sodium, le magnésium et le potassium, qui ont respectivement des poids atomiques de 23, 24 et 39. Les atomes métalliques peuvent être liés à d'autres atomes lourds, tels que le chlore, le brome et l'iode, qui ont respectivement des poids atomiques de 35, 80 et 127. Les sels se dissocient en ions (atomes chargés) lorsqu'ils sont dissous dans l'eau. Les molécules d'eau se coordonnent autour des ions lourds de sorte que le volume de la solution augmente mais à un degré moindre que le poids de la solution.
Densité des solutions salines
Des centaines de composés chimiques sont classés comme sels. Certains sels, tels que le chlorure de sodium et l'iodure de potassium, sont très solubles dans l'eau à température ambiante. De nombreux autres, tels que le sulfate de baryum et le phosphate de calcium, sont pratiquement insolubles même à des températures plus élevées. La densité maximale d'une solution saline dépend du poids de formule du sel, de la solubilité naturelle ou « constante du produit de solubilité » du sel et de la température.
Effet flottant de l'eau salée
Les objets immergés dans l'eau salée ont plus tendance à flotter que dans l'eau pure ou du robinet, c'est-à-dire qu'ils sont plus flottants. Cet effet résulte de la plus grande force de flottaison, ou vers le haut, exercée sur les objets par l'eau salée en raison de sa plus grande densité. La force de flottabilité exercée sur les objets immergés par les fluides est impliquée dans le principe d'Archimède, qui stipule que tout objet complètement ou partiellement immergé dans un fluide déplace son propre poids de fluide. Un objet immergé dans l'eau du robinet subit une plus grande « lourdeur » que dans l'eau salée car il déplace un poids moindre d'eau du robinet.