WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Фізичні властивості природних вод - Реферат

Фізичні властивості природних вод - Реферат


Реферат на тему:
Фізичні властивості природних вод
Фізичні властивості природних вод характеризуються наступними показниками:
Температура, що визначає тепловий стан води, тобто кінетичну енергію її молекулярного руху. Температура води вимірюється водним термометром (ртутний з діленнями через 0,20 С від 30,0 до -0, 50 С, мікротермометр ртутний з діленням через 0,01 від 1,2 до -0,80 С, електричний термометр опору).
Прозорість - це властивість води пропускати всередину світлові промені. Прозорість води залежить від наявності в ній домішок, розчинених речовин і т.д.
Колір води.
Смак.
Запах.
- Балансові методи.
Для одержання кількісної характеристики водного об'єкту в гідрології застосовують балансовий метод. Балансовий метод - це сумісний розгляд, що довели до кількісної оцінки, для певного водотоку або водоймища всіх елементів, що впливають на вимірювання водної маси (метод водного балансу), домішок, що містяться в ній (метод сольового балансу, балансу речовини), і притаманних їй властивостей (метод теплового балансу, балансу енергії) за вибраний проміжок часу.
Метод водного балансу - це використання закону збереження матерії в вигляді рівняння водного балансу для дослідження закономірностей, що існують між прибутком і витратою вологи за який-небудь період часу, певної ділянки території, річкового басейну, озера, водосховища, болота або іншого водного об'єкту.
Метод водного балансу засновується на наступному очевидному рівнянні: для будь-якого простору, що обмежується деякою довільною поверхнею, кількість води, яка ввійшла в середину цього об'єму, за відрахуванням кількості води, яка вийшла назовні, повинна дорівнювати відповідно збільшенню або зменшенню її кількості в середині даного об'єму.
Метод теплового балансу - це використання закону збереження енергії в вигляді рівняння теплового балансу для дослідження закономірностей, що існують між прибутком і витратами тепла за який-небудь період часу в межах певної ділянки території, річкового басейну, озера, водосховища, болота і т. д.
Метод теплового балансу дозволяє встановити закономірності розвитку низки важливих гідрологічних процесів, що виникають під впливом теплообміну між водним об'єктом і навколишнім середовищем.
Використання методу теплового балансу дозволяє вирішувати наступні задачі:
Нагрівання й охолодження води в річках, озерах, болотах і т.д.
Розрахунки танення снігу, випару води, наростання льоду.
Кількісним виразом цього методу є рівняння теплового балансу.
Ламінарний рух - це форма руху води, що характеризується паралельнострумчатою структурою потоку. В умовах ламінарного руху обміну між сусідніми шарами рідини не відбувається. Швидкість течії у стінок, що обмежують потік, дорівнює нулю. Сила внутрішнього тертя (опору руху) і, отже, швидкість течії залежать від фізичної (молекулярної) в'язкості рідини. Опір руху пропорційно залежить від першої ступені швидкості. Чим вище в'язкість рідини, тим більше буде притаманний їй ламінарний рух. Ламінарний рух може зберігатися тільки до значення критичної швидкості течії. Критична швидкість течії встановлюється для конкретних потоків в залежності від критичного значення числа Рейнольдса.
2. Агрегатні стани води
Фази (гр. jasiz - поява, перехід, певний момент у зміні форми або стану якогось тіла) води.
1). Тверда - крига, лід.
Лід - це загальна назва твердої фази води. За місцем походження розрізняють:
лід атмосферний (сніг, іній, град);
лід водний, що утворюється на поверхні води (сало, льодовий покрив) і в масі води на різній глибині (внутрішньоводний лід);
ґрунтовий лід, що утворюється в промерзлих вологих ґрунтах;
льодовиковий (глетчерний) лід, що утворюється в районах залягання льодовиків з мас дуже ущільненого й перекристалізованого снігу.
Лід характеризується наступними показниками:
пластичність, котра зростає з підвищенням температури;
текучість, яку набуває при тривалому навантаженні і під дією власної ваги (наприклад, текучість льодовиків);
пружність при миттєвих навантаженнях;
твердість, що дуже підвищується з пониженням температури.
При зниженні температури об'єм льоду зменшується, а щільність його зростає.
Теплоємність льоду 0,50 кал/(г ? град).
Коефіцієнт теплопровідності льоду 0,00540 кал/(см ? с ? град).
Коефіцієнт об'ємного розширення льоду при коливаннях температури від 0 до -200 С складає 0,000165.
Розширення об'єму води при замерзанні складає близько 9% об'єму її в рідкому стані при 00 С.
При збільшенні тиску точка замерзання води (і відповідно танення льоду) знижується.
Прихована теплота плавлення льоду дорівнює 80 кал/г.
Теплота випаровування льоду залежить від температури і виражається формулою
l = 687 - 0,708 t кал/г.
2). Рідка - вода.
Вода - це хімічна сполука кисню з воднем; окис водню. Вода - безбарвна рідина, в товстому шарі - блакитнувата. При атмосферному тиску 760 мм рт. ст. вода переходить в тверду фазу (лід) при температурі 00 С. Вода кипить при температурі 1000 С. При зменшенні тиску точка кипіння знижується: до 800 с при 335 мм рт. ст. і до 400 С при 55 мм рт. ст. Найбільшу щільність вода має при температурі 40 С. Показник заломлення води складає 1,334; швидкість звуку - 1437 м/с.
Вода в природі знаходиться в океанах, морях, річках і водоймах суходолу, в ґрунті й атмосфері. Вода робить безупинний кругообіг між гідросферою, ґрунтом і атмосферою. В атмосфері вода зустрічається у всіх трьох агрегатних станах - твердому, рідкому і газоподібному.
3). Газоподібна - водяна пара.
Водяна пара постійно знаходиться в атмосферному повітрі. Водяна пара поступає в атмосферу шляхом випаровування з поверхні води і вологого ґрунту, а також шляхом транспірації рослинами. Водяна пара знаходиться в атмосфері при температурі, яка завжди значно нижче критичної (374,2), а часто й нижче температури плавлення води (00). При таких значеннях температури величина парціального тиску водяної пари, що необхідний для її конденсації та сублімації (декілька мілібарів), часто має місце в атмосфері. При відповідних умовах водяна пара сконденсується й утворюються хмари, тумани, наземні гідрометеори. Тому вміст її в повітрі перемінний. Біля поверхні землі вміст водяної пари в повітрі в середньому від 0,2% по об'єму в полярних широтах до 2,6% у екватора. З висотою він швидко падає, на висоті близько 1,5-2 км зменшується в два рази.
Тиск водяної пари в стані насиченості залежить від температури.
Питома теплоємкість водяної пари при 1000 С і 760 мм рт. ст. - 0,487 кал/г ? град.
Водяна пара інтенсивно поглинає сонячну радіацію в червоній та інфрачервоній частинах спектру, а також і довгохвильове випромінювання.
3. Щільність води і її зв'язок з температурою і солоністю, теплові властивості води, в'язкість, поверхневий натяг, акустичні властивості
Щільність - цевідношення маси речовини до її об'єму.
Щільність прісної води при 40С і нормальному атмосферному тиску дорівнює 1 г/см3.
Щільність снігу коливається в широких межах (0,1 - 0,5 г/см3)
Щільність льоду складає близько 0,92 г/см3.
Щільність морської води змінюється в межах від майже 1 для опрісненої води на поверхні і приблизно до 1, 076 г/см3 для води на великій глибині. Щільність морської води залежить від трьох параметрів: температури, солоності і тиску.
Щільність морської води при зростанні тиску зменшується приблизно на 45 ? 10-4 г/см3 при зростанні глибини приблизно на кожні 1000 м.
При зростанні солоності щільність морської води зростає на 8 ? 10-4 г/см3 на 10/00.
Зміна щільності морської води зі зміною температури є складною функцією трьох перемінних. Наприклад, для морської води при нормальному атмосферному тиску і солоності 35 0/00 з підвищенням температури щільність морської води зменшується від 5 ? 10-5 г/см3 на 10 С при 00 С до 34 ? 10-5 г/см3 на 10 С при 300 С. В той час для прісної води це зменшення щільності дорівнює 7 ? 10-5 г/см3 на 10 С при 300 С, причому при 40 С прісна вода має максимальну щільність.
При замерзанні об'єм зростає, завдяки чому плавлення льоду супроводжується не розширенням, а стисканням;
при підвищенні тиску температура замерзання води не підвищується, знижується;
плавлення льоду супроводжується аномально великим збільшенням питомої теплоємності (майже в два рази - з 0,49 до 1,009 кал/(г . град) при 0 0С);
дуже велика питома теплоємність, яка при 15 0С приймається рівною 1 кал/(г . град).
Loading...

 
 

Цікаве