Zašto je slana voda teža od vode iz slavine?

Slana voda može se opisati kao teža od vode iz slavine, pod uvjetom da se to razumije kao "po jedinici volumena" vode. Znanstveno rečeno, volumen slane vode teži je od jednakog volumena vode iz slavine jer slana voda ima veću gustoću od vode iz slavine. Voda iz slavine relativno je čista, obično sadrži male količine mineralnih soli i manje količine organske tvari. Vodene otopine visoko koncentrirane u otopljenim solima imaju gustoću puno veću od čiste vode ili vode iz slavine.

Gustoća i specifična težina

Gustoća i specifična gravitacija pojmovi su koji opisuju koncentraciju tvari prema masi. Gustoća se definira kao masa tvari po jedinici volumena, obično izražena u gramima po kubnom centimetru. Primjerice, gustoća čiste vode na 39 stupnjeva Fahrenheita iznosi 1 gram po kubičnom centimetru, a prosječna gustoća morske vode oko 1,027 grama po kubičnom centimetru. Specifična težina, koja se definira kao omjer gustoće tvari i gustoće vode, mjerenje je koje se koristi u mnogim znanstvenim primjenama. Za većinu tvari gustoća i specifična težina gotovo su identične na sobnoj temperaturi.

Topljivost soli

Objašnjenje veće gustoće slane vode nalazi se u formulama težina solnih spojeva. Voda se sastoji od relativno laganih atoma vodika i kisika koji imaju atomsku težinu jedan, odnosno 16. Većina soli sastoji se od težih metalnih atoma, poput natrija, magnezija i kalija, koji imaju atomsku težinu 23, 24, odnosno 39. Metalni atomi mogu biti vezani za druge teške atome, poput klora, broma i joda, koji imaju atomsku težinu 35, 80, odnosno 127. Soli se rastvaraju u ione (nabijeni atomi) kada se otope u vodi. Molekule vode koordiniraju se oko teških iona tako da se volumen otopine povećava, ali u manjem stupnju od težine otopine.

Gustoća otopina soli

Stotine kemijskih spojeva klasificirane su kao soli. Neke soli, poput natrijevog klorida i kalijevog jodida, vrlo su topive u vodi sobne temperature. Mnogi drugi, poput barijevog sulfata i kalcijevog fosfata, praktički su netopivi čak i pri višim temperaturama. Maksimalna gustoća otopine soli ovisi o težini formule soli, prirodnoj topljivosti ili "konstanti proizvoda topljivosti" soli i temperaturi.

Ploveći učinak slane vode

Objekti uronjeni u slanu vodu imaju veću tendenciju plutanja nego u čistoj vodi ili vodi iz slavine, što znači da su plutajućiji. Ovaj učinak proizlazi iz veće uzgonske ili prema gore sile koja na predmete djeluje slana voda zbog veće gustoće. Plutajuća sila koju na uronjene predmete vrše tekućine podrazumijeva se Arhimedov princip koji kaže da bilo koji predmet koji je u cijelosti ili djelomično uronjen u tekućinu istiskuje vlastitu težinu tekućine. Predmet uronjen u vodu iz slavine doživljava veću "težinu" nego u slanoj vodi jer istiskuje manju težinu vode iz slavine.

  • Udio
instagram viewer