Khối lượng riêng của nước là gi?
Khối lượng riêng của nước hay nó còn có tên tiếng Anh là Density of water (mật độ nước). Khái niệm của nó cũng giống như khái niệm của khối lượng riêng. Nhưng khối lượng riêng của nước thì nó chính là trọng lượng riêng của nước trên một đơn vị thể tích. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Hay ta có thể hiểu được cách đơn giản hơn chính là: đơn vị chỉ có đặc tính về mật độ trên một khối lượng đơn vị thể tích.
Đơn vị đo khối lượng riêng của nước.
Đơn vị khối lượng riêng của nước được sử dụng để có thể tính toán được mật độ nước trong những hệ thống ống dẫn, công trình hoặc bể nước. Ngoài ra, nó còn được sử dụng để phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu. Và đơn vị đo khối lượng của nó như sau:
- D: khối lượng riêng của nước.
- Đơn vị đo là g/cm3 hoặc kg/m3
Công thức tính khối lượng riêng của nước.
Đối với khối lượng thì có một công thức chung, ta gọi D là khối lượng riêng: D = kg/cm3
Theo đó, nước ta có khối lượng nó có ký hiệu hóa học là H2O. Trong đó, khối lượng riêng thông thường nó sẽ được tính ở nhiệt độ là 4 độ C. Và nó có thức tính như sau:
D nước = 1000kg/m3
D = m/V → m = D.V ; V = m/D
Trong đó:
- D: Khối lượng riêng, đơn vị là kg/m3
- m: Khối lượng của vật cần đo, đơn vị kg
- V: thể tích cần đo, đơn vị m3
Từ đây, ta có thể thấy được rằng tỷ trọng là tỷ lệ mật độ so với khối lượng riêng của nước ở mức 4 độ C. Thông thường khối lượng riêng của nước cũng sẽ được so sánh với nước và nó được tính xấp xỉ bằng 1000kg/m3.
Ví dụ: Có một khối lượng nước là 10000kg và có thể tích là 10 m3. Thì nó sẽ có khối lượng riêng nước tương ứng:
D = m/V = 10000kg/10m3 = 1000 kg/m3
Với xã hội hiện nay thì công thức tính khối lượng riêng nước được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề lĩnh vực. Trên lý thuyết thì cách tính khối lượng của nước cất không có lẫn tạp chất khác. Nhưng trên thực tế khối lượng riêng nước nó sẽ ở những nhiệt độ khác nhau. Mật độ nguyên tử trong vật chất của nó cũng có thể thay đổi dẫn tới thể tích của chúng giãn nở do nhiệt. Cái này nó sẽ ảnh hưởng tới khối lượng riêng của chúng.
Một số vấn đề liên quan đến khối lượng riêng của nước
Khối lượng riêng của nước đá
Đối với chất rắn và khí, thì khi nhiệt độ tăng thì thể tích của nó cũng tăng. Do sự giãn nở vì nhiệt và ngược lại, thể tích khi giảm nhiệt độ cũng sẽ giảm. Nhưng trường hợp này đối với nước đá thì nó lại khác. Nó được thể hiển như sau:
Khi ở môi trường dưới 0 độ C, thì nước đang từ dạng lỏng sang dạng rắn hay còn được gọi là đóng băng. Lúc này, thể tích của vật của nó được tăng lên. Nhưng nó cũng làm cho khối lượng riêng của nước cũng bị giảm đi. Sau quá trình tính toán, người ta xác định được khối lượng riêng của nước đá là: 920kg/m3. Và so với khối lượng riêng của nước là 1000kg/cm3 thì nó nhẹ hơn.
Để lý giải cho điều này thì cách đơn giản nhất là: việc hiện tượng đá có thể nổi trên mặt nước dù chúng về bản chất đều những nguyên tố nước. Nhưng nguyên nhân chính đó là nước đá có khối lượng riêng nhỏ hơn nước ở trạng thái lỏng.
Ở trên là trường hợp khi nước đá ở nhiệt độ dưới 0 độ C. Thì đối với môi trường có nhiệt độ thay đổi từ 0 – 100 độ C, trọng lượng nước cũng sẽ bị thay đổi. Vì mật độ di chuyển của các phân tử ion trong nước ngày càng tăng lên. Vì vậy, để có thể biết được chính xác khối lượng riêng của nước ơr một mức nhiệt cụ thể, thì ta cùng nhau quan sát ở bảng dưới đây nhé:
Giải thích cho việc khối lượng riêng của nước đá nhẹ hơn so với khối lượng riêng nước là: khối lượng của nước khá là phức tạp, mật độ của nó được thay đổi theo lượng vật chất rồi hòa tan trong đó. Ngoài ra, trong nước thì nó còn chứa các nguyên tố khác như: khoáng chất, khí, muối…Và tất cả nó đều được hòa tan lại. Khi mà một vật chất được hòa tan nhiều trong một gam nước thì nó sẽ nặng hơn. Chính vì vậy, nước biển sẽ đặc hơn so với nước bình thường và tinh khiết.
Trọng lượng riêng của nước
Trọng lượng riêng của nước là trọng lượng của 1m3 nước và nó có đơn vị là N/m3. Và nó có công thức tính như sau:
d = P/V = (m x g) / V = D*g
Trong đó:
- d: trọng lượng riêng của nước, đơn vị là N/m3
- P: trọng lượng của nước, đơn vị N
- V: thể tích của nước, đơn vị cm3 hoặc m3
- m: khối lượng của nước, đơn vị g/kg
- g: gia tốc trọng trường, đơn vị m/s2.
Ví dụ: Trong hệ tiêu chuẩn SI ta tính được trọng lượng riêng của 4 độ C bằng:
d = 1000 (kg/m3) x 9,807 (m/s2) = 9807 [Kg/(m2 s2)] = 9807 (N/m3) = 9,807 (KN/m3)
Trọng lượng riêng của nước
Ở mỗi nhiệt độ khác nhau thì khối lượng riêng và khối lượng riêng của nước cũng phải thay đổi theo. Để có thể hiểu rõ hơn thì biểu đồ sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ như sau:
Bảng tra trọng lượng khối lượng riêng và khối lượng riêng của nước theo nhiệt độ
Dưới đây là một bảng tra trọng lượng, bạn có thể dựa vào để có thể tra ra khối lượng riêng của nước phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ nào nhé!
| Nhiệt độ [°C] | Khối lượng riêng của nước [g/cm3] | Khối lượng riêng của nước [kg/m3] | Trọng lượng riêng của nước [kN/m3] |
| 0.1 | 0.9998495 | 999.85 | 9.8052 |
| 1 | 0.9999017 | 999.90 | 9.8057 |
| 4 | 0.9999749 | 999.97 | 9.8064 |
| 10 | 0.9997000 | 999.70 | 9.8037 |
| 15 | 0.9991026 | 999.10 | 9.7978 |
| 20 | 0.9982067 | 998.21 | 9.7891 |
| 25 | 0.9970470 | 997.05 | 9.7777 |
| 30 | 0.9956488 | 995.65 | 9.7640 |
| 35 | 0.9940326 | 994.03 | 9.7481 |
| 40 | 0.9922152 | 992.22 | 9.7303 |
| 45 | 0.99021 | 990.21 | 9.7106 |
| 50 | 0.98804 | 988.04 | 9.6894 |
| 55 | 0.98569 | 985.69 | 9.6663 |
| 60 | 0.98320 | 983.20 | 9.6419 |
| 65 | 0.98055 | 980.55 | 9.6159 |
| 70 | 0.97776 | 977.76 | 9.5886 |
| 75 | 0.97484 | 974.84 | 9.5599 |
| 80 | 0.97179 | 971.79 | 9.5300 |
| 85 | 0.96861 | 968.61 | 9.4988 |
| 90 | 0.96531 | 965.31 | 9.4665 |
| 95 | 0.96189 | 961.89 | 9.4329 |
| 100 | 0.95835 | 958.35 | 9.3982 |
| 110 | 0.95095 | 950.95 | 9.3256 |
| 120 | 0.94311 | 943.11 | 9.2487 |
| 140 | 0.92613 | 926.13 | 9.0822 |
| 160 | 0.90745 | 907.45 | 8.8990 |
| 180 | 0.88700 | 887.00 | 8.6985 |
| 200 | 0.86466 | 864.66 | 8.4794 |
| 220 | 0.84022 | 840.22 | 8.2397 |
| 240 | 0.81337 | 813.37 | 7.9764 |
| 260 | 0.78363 | 783.63 | 7.6848 |
| 280 | 0.75028 | 750.28 | 7.3577 |
| 300 | 0.71214 | 712.14 | 6.9837 |
| 320 | 0.66709 | 667.09 | 6.5419 |
| 340 | 0.61067 | 610.67 | 5.9886 |
| 360 | 0.52759 | 527.59 | 5.1739 |
| 373.946 | 0.3220 | 322.0 | 3.1577 |
Ví dụ:
1 kg/m3 = 1 g/l = 0,001 kg/l = 0,000001 kg/cm3 = 0,001 g/cm3
Bảng tra trọng lượng riêng, khối lượng riêng của một số chất lỏng khác
Cách đo khối lượng riêng của nước
Trong cách đo khối lượng riêng của nước nó tương tự giống cách đo chung của khối lượng riêng. Để có thể đo được chính xác khối lượng thì người ta sử dụng đến 2 dụng cụ là: tỷ trọng kế và lực kế:
Tỷ trọng kế
Tỷ trọng kế là một thiết bị đo lường khoa học đơn giản nhất. Nó được làm bằng thủy tình trông giống với nhiệt kế. Cấu tạo của nó có hình trụ, một bầu có trọng lượng ở phía dưới để có thể làm cho nó nối thằng đứng. Và một đầu của thiết bị được gắn với một quả bóng. Bên trong quả bóng này nó chứa thủy ngân hoặc các kim loại nặng. Nhiệt độ tiêu chuẩn của tỷ trọng kế là 20 độ C.
Lực kế
Là thiết bị được dùng để có thể đo được trọng lượng. Từ đó, giúp người dùng có thể xác định được thể tích bằng bình chia độ hoặc là các dụng cụ khác. Ngoài ra, mục đích chính của nó chính là sử dung những công thức để có thể tính toán những khối lượng riêng.
Cách đo khối lượng riêng của nước chuẩn
Trước tiên, ta cần rót nước hoặc là chất lỏng vào bên trong một bình cao. Sau đó, ta thả nhẹ thiết bị đo vào trong bình cho đến khi nó nối lơ lửng. Vị trí mà bề mặt chất lỏng tiếp xúc với thiết bị đo, ta nên đánh dấu lại để mang đi so sánh trên thang đo bằng dải vạch được nằm trên thiết bị đo. Cuối cùng, ta sẽ có kết quả đo khối lượng riêng của nước.
Trên thị trường hiện này, có nhiều hệ thống thì khối lượng riêng của nước sẽ được đo bằng nhiều thiết bị hiện đại, có công nghệ tiên tiến khác nhau. Trong các đường ống dẫn nước, việc biết được khối lượng riêng nó rất là quan trọng. Vì nó giúp người dùng có thể kiểm soát, vận hành được lưu lượng bên trong. Ngoài việc dùng 2 thiết bị đo trên thì bạn có thể sử dụng một số loại van; hoặc là đồng hồ công nghiệp như: đồng hồ đo lưu lượng; đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử; van bi điều khiển điện; van bướm điều khiển điện….
Ở trên là những chia sẻ về Khối lượng riêng của nước là gì? Đơn vị và công thức của nó như thế nào?… Chắc hẳn qua bài viết bạn đã hiểu rõ được. Ngoài ra, nếu bạn còn thắc mắc hay muốn tìm hiểu thêm về các thiết bị đo khối lượng riêng của nước. Thì bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua hotline tại trang chủ Van Nhap Khau. Để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ.
