Zakaj je slana voda težja od vode iz pipe?

Slano vodo lahko označimo za težjo od vode iz pipe, če jo razumemo kot "na enoto prostornine" vode. Znanstveno je ugotovljeno, da je količina slane vode težja od enake količine vode iz pipe, ker ima slana voda večjo gostoto kot voda iz pipe. Voda iz pipe je razmeroma čista, običajno vsebuje majhne količine mineralnih soli in manjše količine organskih snovi. Vodne raztopine, močno koncentrirane v raztopljenih soli, imajo gostoto veliko večjo od čiste vode ali vode iz pipe.

Gostota in specifična težnost so izrazi, ki opisujejo koncentracijo snovi po masi. Gostota je opredeljena kot masa snovi na enoto prostornine, običajno izražena v gramih na kubični centimeter. Na primer, gostota čiste vode pri 39 stopinjah Fahrenheita je 1 gram na kubični centimeter, povprečna gostota morske vode pa približno 1,027 grama na kubični centimeter. Specifična teža, ki je opredeljena kot razmerje med gostoto snovi in ​​gostoto vode, je merjenje, ki se uporablja v mnogih znanstvenih aplikacijah. Za večino snovi sta gostota in specifična teža pri sobni temperaturi skoraj enaki.

Razlago večje gostote slane vode najdemo v formulah uteži solnih spojin. Vodo sestavljata razmeroma lahka atoma vodik in kisik, ki imata atomsko maso ena oziroma 16. Večina soli je sestavljena iz težjih kovinskih atomov, kot so natrij, magnezij in kalij, ki imajo atomsko maso 23, 24 oziroma 39. Kovinski atomi so lahko vezani na druge težke atome, kot so klor, brom in jod, ki imajo atomsko maso 35, 80 oziroma 127. Soli se pri raztapljanju v vodi ločijo na ione (nabite atome). Molekule vode se usklajujejo okoli težkih ionov, tako da se prostornina raztopine sicer poveča, vendar v manjši meri od teže raztopine.

Na stotine kemičnih spojin je razvrščenih med soli. Nekatere soli, kot sta natrijev klorid in kalijev jodid, so zelo topne v vodi pri sobni temperaturi. Številni drugi, kot sta barijev sulfat in kalcijev fosfat, so praktično netopni tudi pri višjih temperaturah. Največja gostota raztopine soli je odvisna od formule teže soli, naravne topnosti ali "konstante produkta topnosti" soli in temperature.

Predmeti, potopljeni v slano vodo, imajo večjo nagnjenost k plavanju kot v čisti vodi ali vodi iz pipe, kar pomeni, da so bolj živahni. Ta učinek izhaja iz večje vzgonske ali navzgor delujoče sile na predmete s slano vodo zaradi večje gostote. Vzletna sila, ki jo na potopljene predmete delujejo tekočine, je predvidena v Arhimedovem načelu, ki pravi, da kateri koli predmet, ki je v celoti ali delno potopljen v tekočino, premakne lastno težo tekočine. Predmet, potopljen v vodo iz pipe, ima večjo "težo" kot v slani vodi, ker izpodrine manjšo težo vode iz pipe.