Соленую воду можно охарактеризовать как более тяжелую, чем водопроводную, при условии, что ее следует понимать как «на единицу объема» воды. С научной точки зрения, объем соленой воды тяжелее, чем такой же объем водопроводной воды, потому что соленая вода имеет более высокую плотность, чем водопроводная вода. Водопроводная вода относительно чистая, обычно содержит небольшое количество минеральных солей и меньшее количество органических веществ. Водные растворы с высокой концентрацией растворенных солей имеют плотность намного выше, чем чистая или водопроводная вода.
Плотность и удельный вес
Плотность и удельный вес это термины, которые описывают концентрацию вещества по массе. Плотность определяется как масса вещества на единицу объема, обычно выражаемая в граммах на кубический сантиметр. Например, плотность чистой воды при температуре 39 градусов по Фаренгейту составляет 1 грамм на кубический сантиметр, а средняя плотность морской воды составляет около 1,027 грамма на кубический сантиметр. Удельный вес, который определяется как отношение плотности вещества к плотности воды, является мерой, используемой во многих научных приложениях. Для большинства веществ плотность и удельный вес почти идентичны при комнатной температуре.
Растворимость солей
Объяснение более высокой плотности соленой воды находится в формуле веса солевых соединений. Вода состоит из относительно легких атомов водорода и кислорода с атомным весом 1 и 16 соответственно. Большинство солей состоит из более тяжелых металлических атомов, таких как натрий, магний и калий, которые имеют атомный вес 23, 24 и 39 соответственно. Атомы металла могут быть связаны с другими тяжелыми атомами, такими как хлор, бром и йод, которые имеют атомный вес 35, 80 и 127 соответственно. Соли распадаются на ионы (заряженные атомы) при растворении в воде. Молекулы воды координируются вокруг тяжелых ионов, так что объем раствора увеличивается, но в меньшей степени, чем вес раствора.
Плотность солевых растворов
Сотни химических соединений классифицируются как соли. Некоторые соли, такие как хлорид натрия и йодид калия, хорошо растворяются в воде при комнатной температуре. Многие другие, такие как сульфат бария и фосфат кальция, практически нерастворимы даже при более высоких температурах. Максимальная плотность солевого раствора зависит от формулы веса соли, естественной растворимости или «константы произведения растворимости» соли и температуры.
Плавучее действие соленой воды
Предметы, погруженные в соленую воду, имеют большую тенденцию плавать, чем в чистой или водопроводной воде, то есть они более плавучие. Этот эффект возникает из-за большей плавучести или восходящей силы, оказываемой на объекты соленой водой из-за ее большей плотности. Подъемная сила, оказываемая жидкостями на погруженные объекты, подразумевается в Принципе Архимеда, который гласит, что любой объект, полностью или частично погруженный в жидкость, вытесняет свой собственный вес жидкости. Объект, погруженный в водопроводную воду, испытывает большую «тяжесть», чем в соленую воду, потому что он вытесняет меньшую массу водопроводной воды.