Океани та моря займають дві третини поверхні планети, а морська вода становить 96% всіх водних ресурсів Землі. За своїми властивостями вона дуже сильно відрізняється від звичної для нас прісної води: наприклад, через підвищену солоність у неї інша температура замерзання. Саме тому море починає покриватися льодом не при нульовій температурі, а лише після того, як стовпчик термометра опуститься трохи нижче нуля. Середній показник солоності Світового океану становить 3,47%, тобто кожен літр морської води містить 34,7 грама солі. Однак солоність води не скрізь однакова: в Червоному морі вона досягає 4,1%, а в Балтійському морі – всього 0,7%, причому в окремих районах опускається навіть до 0,2%. Цей показник залежить від гідрологічного режиму морів і океанів: чим вище приплив в море прісної річкової води, тим менш солоним воно буде. Червоне море практично не поповнюється прісною водою, тому вміст солі в його воді настільки високо. Води океанів теж відрізняються по солоності: найменше солі виявлено у воді Північного Льодовитого океану, оскільки вона поповнюється не тільки річковими стоками, а й таненням льодовиків. При цьому коливання солоності мають сезонний характер: взимку концентрація солі зростає, а влітку знижується. Найбільш солоним океаном є Атлантичний, причому найвища концентрація солі в його воді розташовується в смузі, що простягнулася від Середземного до Карибського моря. Вчені вважають, що в глибоку давнину вода морів і океанів була не настільки солоною, як зараз, і що рівень солей в ній потроху зростає. Вода, що випадає у вигляді опадів на сушу, просочується через ґрунт і гірські породи, по шляху розчиняючи і вбираючи в себе солі, що містяться в мінералах. Потім річки приносять цю воду назад в океан, де вона випаровується – а солі залишаються в морі. Накопичення солей відбувається дуже повільно, тому зміни неможливо відстежити сучасними спостереженнями. За своїм хімічним складом морська вода надзвичайно багата: в ній можна виявити чи не всі елементи таблиці Менделєєва. Основу сольового розчину становить хлористий натрій, або звичайна кухонна сіль – приблизно 77,8% від усіх розчинених у морській воді сполук. Близько 11% речовин припадає на частку хлористого магнію, який надає воді характерний гіркуватий присмак. Приблизно по 3-3, 5% припадає на сульфати магнію, кальцію і калію, по десятих частках відсотка – на карбонати магнію. Решта з’єднання складають мізерно малі частки відсотків. Через велику кількість розчинених солей морська вода замерзає при більш низькій температурі, ніж прісна. Чим вище солоність, тим нижче повинна опуститися температура, щоб почався процес утворення льоду. В середньому, цей показник становить -1,9 ° с. Процес замерзання морської води надзвичайно цікавий. Морська вода швидше остигає біля берега, ніж у відкритому морі, утворюючи крижану кірку – так званий припай. Під час штормів припай ламається хвилями, а потім вітер і течії можуть нести їх досить далеко від берега. Іноді серед уламків зустрічаються величезні крижини, або крижані поля, зустріч з якими створює проблеми для морських суден. Цельсія, також відомий як за Цельсієм, - це шкала для вимірювання температури. Одиницею виміру є градус Цельсія (° C). Це одна з найбільш часто використовуваних температурних одиниць у світі. Система одиниць названа на честь шведського астронома Андерса Цельсія (1701-1744), який розробив аналогічну температурну шкалу. Температурні шкали: Короткий вступ до температурних і температурних шкал для студентів, які вивчають теплофізику або термодинаміку. Термометр: Термометр, відкалібрований в градусах Цельсія З 1743 до 1954 року температура замерзання води визначалася 0° C, а 100° C визначалася як температура кипіння води, як під тиском однієї стандартної атмосфери, з ртуттю як робочим матеріалом. Хоча ці визначальні кореляції сьогодні зазвичай викладають у школах, за міжнародною угодою одиниця «градус Цельсія» та шкала Цельсія в даний час визначаються двома різними температурами: абсолютним нулем та потрійною точкою Віденської стандартної середньої океанської води (VSMOW; спеціально очищена вода). Це визначення також точно пов'язує шкалу Цельсія зі шкалою Кельвіна, яка визначає базову одиницю SI термодинамічної температури і яка використовує символ K. Абсолютний нуль, найнижча можлива температура (температура, при якій речовина досягає мінімальної ентропії), визначається як точно 0K і -273 Температура потрійної точки води визначається як саме 273,16 К і 0,01° C Виходячи з цього, співвідношення між градусами Цельсія і Кельвіна виглядає наступним чином: Фазова діаграма води: У цій типовій фазовій діаграмі води зелені лінії позначають температуру замерзання, а синя лінія позначає температуру кипіння, показуючи, як вони змінюються залежно від тиску. Пунктирна лінія ілюструє аномальну поведінку води. Зверніть увагу, що вода змінює стани виходячи з тиску і температури. Крім вираження конкретних температур за своєю шкалою (наприклад, «Галій плавиться при 29,7646° C» і «Температура зовні 23 градуси Цельсія»), градус Цельсія також підходить для вираження температурних інтервалів - різниці між температурами або їх невизначеності (наприклад, «Вихід тепла теплообмінник гаряче на 40 градусів Цельсія» і «Наша стандартна невизначеність ± 3° C»). Через це подвійне використання не слід покладатися на назву одиниці або її символ, щоб позначити, що величина є температурним інтервалом; це повинно бути зрозуміло через контекст або явне твердження, що кількість є інтервалом. За шкалою Фаренгейта замерзання води визначається на рівні 32 градуси, тоді як температура кипіння води визначається як 212 градусів. Шкала Фаренгейта вимірює температуру. Він заснований на шкалі, запропонованій в 1724 році фізиком Даніелем Габріелем Фаренгейтом (1686-1736). Одиницею цієї шкали є градус Фаренгейта (° F). За цією шкалою температура замерзання води визначається як 32 градуси, тоді як температура кипіння води визначається як 212 градусів. Історично нульова точка шкали Фаренгейта визначалася шляхом оцінки термометра, поміщеного в розсіл. Сам Фаренгейт використовував суміш льоду, води та хлориду амонію (сіль) у співвідношенні 1:1: 1. Це фригорична суміш, яка стабілізує її температуру автоматично; стабільна температура цієї суміші була визначена як 0° F (-17,78° C). Другою визначальною точкою, 32 градуси, була суміш просто льоду та води у співвідношенні 1:1. Третій визначальною точкою, 96 градусів, була приблизно температура людського тіла, тоді звана «кров-тепло». Система Фаренгейта ставить точки кипіння та замерзання води рівно на 180 градусів один від одного. Тому градус за шкалою Фаренгейта становить 1/180 інтервалу між температурою замерзання і температурою кипіння. За шкалою Цельсія температури замерзання та кипіння води знаходяться на відстані 100 градусів один від одного. Температурний інтервал 1° F дорівнює інтервалу 5/9 градусів Цельсія (°C). Щоб перетворити° F в° C, ви можете використовувати наступну формулу: Шкали Фаренгейта та Цельсія перетинаються при -40° (-40° F і -40° C представляють однакову температуру). Абсолютний нуль (-273,15° C, або 0K) визначається як -459.67° F. Шкала Фаренгейта була замінена шкалою Цельсія в більшості країн у середині-кінці 20 століття, хоча Канада зберігає її як додаткову шкалу, яку можна використовувати поряд зі шкалою Цельсія. Шкала Фаренгейта залишається офіційною шкалою США, Кайманових островів, Палау, Багамських островів та Белізу. Рис. 2: Порівняння шкал Цельсія та Фаренгейта. Температурні шкали: Короткий вступ до температурних і температурних шкал для студентів, які вивчають теплофізику або термодинаміку. Абсолютний нуль - це найхолодніша можлива температура; формально це температура, при якій ентропія досягає свого мінімального значення. Абсолютний нуль - це найхолодніша з можливих температур. Формально це температура, при якій ентропія досягає свого мінімального значення. Простіше кажучи, абсолютний нуль відноситься до стану, в якому витягується вся енергія системи (за визначенням, найнижчий енергетичний стан може мати система). Абсолютний нуль універсальний в тому сенсі, що вся матеріязнаходиться в подрібненому стані при такій температурі. Тому це природний вибір як нульова точка для системи одиниць температури. Графік тиску проти температури: Графік тиску проти температури для різних газів, що зберігаються в постійному обсязі. Зверніть увагу, що всі графіки екстраполюють на нульовий тиск при однаковій температурі. Якщо бути точним, система при абсолютному нулі все ще володіє квантовою механічною енергією нульової точки, енергією її основного стану. Принцип невизначеності стверджує, що положення частинки не може бути визначено з абсолютною точністю; тому частка знаходиться в русі, навіть якщо вона знаходиться на абсолютному нулі, а основний стан все ще несе мінімальну кількість кінетичної енергії. Однак в інтерпретації класичної термодинаміки кінетична енергія може дорівнювати нулю, а теплова енергія речовини зникає. Нульова точка термодинамічної температурної шкали, такої як шкала Кельвіна, встановлюється на абсолютному нулі. За міжнародною угодою абсолютний нуль визначається як 0K за шкалою Кельвіна і як -273,15° за шкалою Цельсія (еквівалентно -459,67° за шкалою Фаренгейта). Вчені довели системи до температур, дуже близьких до абсолютного нуля, в цей момент речовина проявляє квантові ефекти, такі як надпровідність і надплинність. Найнижча температура, яка була досягнута в лабораторії, знаходиться в діапазоні 100 pK, де pK (Піко-Кельвін) еквівалентний 10 -12 К. Найнижча природна температура, коли-небудь зафіксована, становить приблизно 1K, що спостерігається при швидкому розширенні газів, що виходять з туманності Бумеранга, показано нижче. Туманність Бумеранг: Швидке розширення газів, що призводить до туманності Бумеранга, викликає найнижчу температуру, що спостерігається поза лабораторією. Температурні шкали: Короткий вступ до температурних і температурних шкал для студентів, які вивчають теплофізику або термодинаміку. Кельвін - одиниця виміру температури; нульова точка шкали Кельвіна - абсолютний нуль, мінімально можлива температура. Кельвін - одиниця виміру температури. Це одна з семи базових одиниць в Міжнародній системі одиниць (СІ) і їй присвоюється символ одиниці K. Шкала Кельвіна - це абсолютна термодинамічна шкала температури, яка використовує абсолютний нуль як нульова точка. У класичному описі термодинаміки абсолютний нуль - це температура, при якій припиняється весь тепловий рух. Вибір абсолютного нуля як нульової точки для шкали Кельвіна логічний. Різні види речовини киплять або замерзають при різних температурах, але при 0К (абсолютний нуль) всі теплові рухи будь-якої речовини максимально пригнічуються. Шкала Кельвіна широко використовується в науковій роботі, оскільки ряд фізичних величин, таких як обсяг ідеального газу, безпосередньо пов'язані з абсолютною температурою. Шкала Кельвіна названа на честь інженера і фізика Університету Глазго Вільяма Томсона, 1-го барона Кельвіна (1824-1907), який писав про необхідність «абсолютної термометричної шкали». на відміну від ступеня Фаренгейта і ступеня Цельсія, Кельвін не згадується або не набирається як ступінь. Кельвін є основною одиницею виміру в фізичних науках, але він часто використовується в поєднанні зі ступенем Цельсія, який має однакову величину. Кельвін визначається як частка 1/273.16 термодинамічної температури потрійної точки води (рівно 0,01° C, або 32.018° F). Щоб перевести Кельвін в градуси Цельсія, використовуємо наступну формулу: Віднімання 273,16 К від температури потрійної точки води, 0,01° C, робить абсолютний нуль (0K) еквівалентним -273,15° C і -460° F. Розрахунок U Відносини між температурними шкалами: Відносини між шкалами температури Фаренгейта, Цельсія та Кельвіна, округлені до найближчого градуса. Також показані відносні розміри ваг Температурні шкали: Короткий вступ до температурних і температурних шкал для студентів, які вивчають теплофізику або термодинаміку. ЛІЦЕНЗІЇ ТА АВТОРСТВА CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ КОНТЕНТ, РАНІШЕ ДІЛИВСЯ CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ ВМІСТ, СПЕЦИФІЧНА АТРИБУЦІЯТемпература замерзання води у вакуумі
✅Морська вода: хімічний склад, солоність, температура замерзання
Солоність морської води
Хімічний склад морської води
Замерзання морської води
12.2: Температурні та температурні шкали
шкала Фаренгейта
Абсолютний нуль
Шкала Кельвіна
Ключові моменти
Ключові умови
Recommended articles