Жидкость какой плотности необходимо долить в воду: Задачи по физике и математике с решениями и ответами

Содержание

Задачи по физике и математике с решениями и ответами

Задача по физике — 4635

В трубке (рис. а) находится ртуть. Высота столбика воздуха над ртутью в закрытом колене равна 20 см, давление — 76 см pm. cm. Пользуясь краном. К, часть ртути выливают. На сколько понизится уровень ртути в закрытом колене, если в открытом он понизится на 60 см?
Подробнее

Задача по физике — 4636

Узкую цилиндрическую запаянную с одного конца трубку длиной 45 см погружают открытым концом в сосуд со ртутью на глубину 40 см. Внешнее давление 76 см pm. cm. Какова будет высота столбика ртути в трубке? Подробнее

Задача по физике — 4637

В стеклянной метровой трубке, запаянной с обоих концов, находится столбик ртути высотой 20 см.{3}$.
Подробнее

Задача по физике — 4682

На рычажных весах уравновешен 1 кг льда. Нарушится ли равновесие весов после таяния льда? Если да, то определите величину нагрузки, необходимой для восстановления равновесия. Вода из чашки после таяния не выливается. Подробнее

Задача по физике — 4686

Изогнутая трубка заполнена водой и ее конец А закрыт, например, пальцем так, что вода из трубки не выливается (см. рис. а). Что произойдет, если отнять палец и оставить конец трубки открытым? Изменится ли результат, если трубку перевернуть и заполнив жидкостью, сначала закрыть конец В, а потом его открыть (см. рис. б)?
Подробнее

Задача по физике — 4689

Жидкость какой плотности необходимо долить в воду, чтобы деревянная пробка плотностью 0,6 $г/см^{3}$ плавала наполовину погруженная в каждую из несмешивающихся жидкостей? Подробнее

Задача по физике — 4693

В бассейн с водой (см.{3}$, соответственно. Подробнее

Задача по физике — 4715

Цилиндрическая трубка манометра Торричелли подвешена к динамометру, как показано на рис. Нижний открытый конец трубки соприкасается со ртутью, налитой в чашу. При нормальном атмосферном давлении 760 мм.рт.cт. динамометр показывает вес 2 Н. Когда атмосферное давление повысилось до 800 мм pт. cт. динамометр стал показывать 2,079 Н. Каков вес самой трубки без ртути?
Подробнее

Задача по физике — 4722

Для взятия проб воды в районе Северного полюса гидрологической экспедиции пришлось пробурить лед. Толщина льда оказалась равной 20 м. Какой длины нужна веревка, чтобы зачерпнуть ведро воды? Любые свойства воды и льда можно считать известными.{3}$ плавал, наполовину погрузившись в каждую из несмешивающихся жидкостей? Подробнее

Гидростатика

1

В полый куб с ребром a налита доверху жидкость плотностью ρ. Определить силы, действующие на грани куба.

Ответ

На дно действует сила ρga3, на боковую грань 1/2ρga3.

2

Сосуд, имеющий форму усеченного конуса с приставным дном, опущен в воду. Если в сосуд налить 200 г воды, то дно оторвется. Отпадет ли дно, если на него поставить гирю 200 г? налить 200 г масла? налить 200 г ртути?

Ответ

Если сосуд сужается кверху, то гиря и ртуть не оторвут дно, а масло оторвет. Если сосуд сужается книзу, то наоборот.

3

В сосуд с водой вставлена трубка сечением S = 2 см2. В трубку налили 72 г масла (ρм = 900 кг/м3). Найти разность уровней масла и воды.

Ответ и решение

Ответ: Δh = 4 см.

Согласно условию равновесия неоднородных жидкостей в сообщающихся сосудах:

.

Или:

.

Откуда

.(1)

Чтобы найти H, запишем выражение для массы масла в трубке:

,

откуда

.(2)

Окончательно, подставив (2) в (1), получим:

.

4

При подъеме груза массой m = 2 т с помощью гидравлического пресса была затрачена работа A = 40 Дж. При этом малый поршень сделал n = 10 ходов, перемещаясь за один ход на h = 10 см. Во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого, если к. п. д. пресса равен 1.

Ответ

5

В сообщающиеся сосуды диаметрами D1, и D2 налита вода. На сколько изменится уровень воды в сосудах, если положить кусок дерева массой

m в первый сосуд? во второй? Плотность воды ρ0.

Ответ

В обоих случаях уровень воды увеличивается на

.

6

В колена U-образной трубки налиты вода и спирт, разделенные ртутью. Уровень ртути в обоих коленах одинаков. На высоте 24 см от уровня ртути колена соединены горизонтальной трубкой с краном.

Вначале кран закрыт. Определить высоту столба спирта h2 (ρс = 800 кг/м

3), если высота столба воды h1 = 32 см. Что будет, если открыть кран? При каком расположении трубки при открывании крана будет сохраняться равновесие?

Ответ

7

Льдина площадью поперечного сечения S = 1 м2 и высотой H = 0,4 м плавает в воде. Какую работу надо совершить, чтобы полностью погрузить льдину в воду?

Ответ

≈ 7,84 Дж.

8

В стакане плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лед растает? Рассмотреть дополнительно случаи: 1) когда во льду находился пузырек воздуха; 2) когда во льду находилась свинцовая пластинка.

Ответ

Лед вытесняет воду, вес которой равен весу льда. Когда лед растает, образуется такое же количество воды, поэтому уровень не изменится.

1) Тоже не изменится, т. к. массой воздуха можно пренебречь.

2) Понизится, т. к. объем воды, которая образуется, когда лед растает, вместе с объемом свинца будет меньше, чем в случае куска чистого льда того же веса.

9

Одна из бутылок наполнена водой, другая — ртутью. Потонет ли бутылка с водой, если ее опустить в воду? Потонет ли бутылка с ртутью, если ее опустить в ртуть?

Ответ

Бутылка с водой потонет, а с ртутью — нет.

10

Прямоугольная коробочка из жести массой m = 76 г с площадью дна S = 38 см2 и высотой H = 6 см плавает в воде. Определить высоту h надводной части коробочки.

Ответ

11

Кастрюля емкостью 2 л доверху наполнена водой. В нее ставят тело объемом 0,5 л и массой 0,6 кг. Сколько воды вытечет из кастрюли?

Ответ

12

Жестяная банка с грузом плавает на поверхности воды, налитой в сосуд. При этом уровень воды в сосуде равен

H1. Больше или меньше H1 будет уровень H2, если груз из банки переложить на дно сосуда? Плотность груза больше плотности воды.

Решение

H2 станет меньше H1, поскольку груз будет вытеснять объем воды, равный своему объему, а находясь в жестяной банке, груз вытесняет объем воды, масса которого равна массе груза.

13

В сосуд с вертикальными стенками и площадью дна

S налита жидкость с плотностью ρ. На сколько изменится уровень жидкости в сосуде, если в него опустить тело произвольной формы массой m, которое не тонет?

Ответ

14

В U-образной трубке сечением S налита жидкость с плотностью ρ. На сколько поднимется уровень жидкости в правом колене трубки по отношению к первоначальному уровню, если в левое колено опустили тело массой m и плотностью ρ1 < ρ?

Ответ

15

На дне водоема установлена бетонная конструкция грибовидной формы, размеры которой указаны на рисунке.

Глубина реки H. С какой силой F давит конструкция на дно реки? Плотность бетона ρ, воды ρ0.

Решение

Сила давления бетонной конструкции на дно складывается из веса конструкции и разности сил, возникающих в результате гидростатического давления на верхнюю и нижнюю поверхности конструкции:

.

Вес конструкции равен:

.

Сила, возникающая в результате гидростатического давления на верхнюю поверхность конструкции, равна:

.

Сила, возникающая в результате гидростатического давления на нижнюю поверхность конструкции, равна:

.

Таким образом, искомая сила F равна:

.

16

Деревянный кубик лежит на дне сосуда. Всплывет ли он, если в сосуд налить воду (вода не проникает под кубик)?

Решение

Не всплывет, т. к. выталкивающая сила не возникает из-за отсутствия воды под нижней гранью кубика.

17

Круглая дырка площадью S1 в дне сосуда прикрыта без усилия конической пробкой с площадью основания S2. При каком наибольшем значении плотности материала пробки

ρ можно добиться ее всплытия, доливая воду в сосуд? Плотность воды ρ0.

Решение

Архимедова сила, действующая на пробку, достигает максимума, когда уровень воды достигнет верха пробки. Пробка всплывет, когда подъемная сила превысит вес пробки. Подъемная сила равна весу воды, объем которой равен объему заштрихованной области пробки на рисунке:

.

Найдем подъемную силу:

.

Найдем вес пробки:

.

Тогда ρ найдем из уравнения:

,

откуда

.

Поскольку малый и большой конус подобны:

,

тогда

.

18

Пустую открытую бутылку погрузили в воду горлышком вниз на некоторую глубину h и опустили. При этом бутылка не всплывала, не опускалась, а находилась в положении равновесия. Почему? Будет ли это равновесие устойчивым? Определить глубину погружения, если емкость бутылки V0 = 0,5 л, масса m = 0,4 кг. Давление атмосферы p0 = 101 кПа, температура постоянная. Объемом стенок бутылки пренебречь.

Решение

Давление воды на глубине h: p1 = p0 + ρgh. Для воздуха в бутылке, сжимающегося по мере погружения бутылки, можно записать закон Бойля-Мариотта: p0V0 = p1V1, где V0 и V1 — объем воздуха в бутылке соответственно до и после погружения. Поскольку бутылка находится в равновесии, то ее вес равен архимедовой силе: mg = ρV1g. Таким образом, получаем систему уравнений:

Решив ее, получим:

.

Равновесие будет неустойчивым.

19

Полый шар (внешний радиус R1, внутренний R2), сделанный из материала с плотностью ρ1 плавает на поверхности жидкости с плотностью ρ2. Какова должна быть плотность ρ вещества, которым следует заполнить внутреннюю полость шара, чтобы он находился в безразличном равновесии внутри жидкости?

Решение

Чтобы шар находился в состоянии безразличного равновесия, вес вытесняемой шаром жидкости должен быть равен весу шара:

.

Отсюда находим ρ:

.

20

Полый шар, отлитый из чугуна, плавает в воде, погрузившись ровно наполовину. Найти объем V внутренней полости шара, если масса шара m = 5000 г, а плотность чугуна ρ = 7,8 г/см3.

Решение

Поскольку шар наполовину погружается в воду, то архимедова сила, действующая на шар, равна весу воды, объем которой равен половине объема шара. Объем шара складывается из искомого объема V и объема чугунной части шара, равного m/ρ. Таким образом, можно составить уравнение:

,

где ρ0 плотность воды, откуда:

≈ 9360 см3.

21

На весах уравновешен сосуд с водой. Как изменится равновесие, если в воду целиком опустить подвешенный на нитке брусок размером 5x3x3 см3 так, чтобы он не касался дна? Какой груз и на какую чашку надо положить, чтобы сохранить равновесие?

Решение

В соответствии с 3-м законом Ньютона, на чашку весов с сосудом с водой будет действовать сила, равная по модулю выталкивающей силе, действующей на брусок, но направленной в противоположную сторону. Таким образом, чтобы уравновесить весы, необходимо в противоположную чашку весов положить груз массой m = ρV = 45 г.

22

Алюминиевый и железный сплошные шары уравновешены на рычаге. Нарушится ли равновесие, если шары погрузить в воду? Рассмотреть два случая: а) шары одинаковой массы; б) шары одинакового объема.

Решение

Ответ: а) железный шар перевесит, поскольку на алюминиевый шар действует большая выталкивающая сила, чем на железный, так как объем алюминиевого шара больше объема железного шара такой же массы. б) железный шар перевесит, поскольку момент выталкивающей силы, действующей на алюминиевый шар, больше момента выталкивающей силы, действующей на железный шар, так как плечи рычага в этом случае не равны.

23

Вес куска железа в воде P = 1,67 H. Найти его объем Vж. Плотность железа ρж = 7,8 г/см3.

Решение

Вес куска железа в воде равен разности веса куска железа вне воды и выталкивающей силы, действующей на него в воде:

,

откуда:

= 25,1 см3.

24

Вес тела в воде в три раза меньше, чем в воздухе. Какова плотность материала тела?

Решение

Вес тела в воде равен разности веса тела вне воды и выталкивающей силы, действующей на него в воде:

,

откуда:

,

или:

,

откуда:

= 1500 кг/м3.

25

Брусок дерева плавает в воде. Как изменится глубина погружения бруска в воде, если поверх воды налить масло?

Ответ

Уменьшится, поскольку увеличится давление на нижнюю грань бруска дерева.

26

Некоторое тело плавает на поверхности воды в закрытом сосуде. Как изменится глубина погружения тела, если накачать воздух в сосуд?

Ответ

Ответ: не изменится, если сжимаемость тела такая же, как и у воды. Если сжимаемость тела больше, чем у воды, то глубина увеличится. Если сжимаемость тела меньше, чем у воды, то глубина погружения тела уменьшится.

27

Один конец нити закреплен на дне, а второй прикреплен к пробковому поплавку. При этом 0,75 всего объема поплавка погружено в воду. Определить силу натяжения нити F, если масса поплавка равна 2 кг и плотность пробки 0,25 г/см3. Массой нити пренебречь.

Решение

Сила натяжения нити равна разности архимедовой силы и веса пробки:

,

где ρ0 плотность воды.

Вынесем mg за скобки:

.

Подставив числовые значения, получим F ≈ 40 H.

28

На крюке динамометра висит ведерко. Изменится ли показание динамометра, если ведерко наполнить водой и погрузить в воду?

Ответ

Уменьшится на величину веса воды, вытесняемой стенками и дном ведра.

29

Сосуд, предельно наполненный водой, висит на динамометре. Изменится ли показание динамометра, если в воду опустить гирю, подвешенную на нити, не касаясь дна?

Ответ

Не изменится, поскольку вес воды, которая выльется, равен силе, противодействующей архимедовой силе, действующей на гирю.

30

На рычажных весах уравновешены сосуд с водой и штатив с медной гирей массой m = 100 г (рисунок). Затем гиря, подвешенная на нити, опускается в воду. Как восстановить равновесие весов? Плотность меди ρм = 8,9 г/см3.

31

Тонкая однородная палочка шарнирно укреплена за верхний конец. Нижняя часть палочки погружена в воду, причем равновесие достигается тогда, когда палочка расположена наклонно к поверхности воды и в воде находится половина палочки. Какова плотность материала, из которого сделана палочка?

32

Два шарика радиусами r1 и r2, сделанные из материалов с плотностями ρ1 и ρ2, соединены невесомым стержнем длиной l. Затем вся система помещена в жидкость с плотностью ρ, причем ρ < ρ1 и ρ < ρ2. В какой точке стержня нужно его повесить, для того чтобы система находилась в равновесии при горизонтальном положении стержня?

33

Из сосуда, заполненного водой, выходит труба радиусом r и высотой h (рисунок). Труба закрыта круглой пластиной радиусом R и массой М, которую прижимает к трубе давление воды. С какой силой F нужно подействовать на пластину в точке А, для того чтобы она повернулась, открыв трубу? Сосуд заполнен водой до высоты H. Толщина пластины пренебрежимо мала.

34

На весах уравновешено тело, погруженное в жидкость. Изменится ли показание весов при нагревании жидкости вместе с погруженным в нее телом?

35

Сплошное однородное тело объемом V, плотность материала которого ρ, плавает на границе между тяжелой жидкостью с плотностью ρ1 и более легкой жидкостью с плотностью ρ2. Какая часть объема тела V1 будет находиться в тяжелой жидкости?

36

Кубик из дерева, имеющий сторону 10 см, плавает между маслом и водой, находясь ниже уровня масла на 2,5 см. Нижняя поверхность кубика на 2,5 см ниже поверхности раздела. Какова масса m кубика, если плотность масла 0,8 г/см3? Определить силы давления F1, и F2 на верхнюю и нижнюю грани кубика. Изменится ли глубина погружения кубика в воду при доливании масла?

37

Стальной кубик плотностью 7,8 г/см3 плавает в ртути (плотность 13,6 г/см3). Поверх ртути наливается вода так, что она покрывает кубик тонким слоем. Какова высота H слоя воды? Длина ребра кубика а = 10 см. Определить давление р на нижнюю грань кубика.

38

Кусок пробки весит в воздухе 0,147 Н, кусок свинца 1,1074 Н. Если эти куски связать, а затем подвесить к чашке весов и опустить в керосин, то показания весов будет 0,588 Н. Определить плотность пробки, учитывая, что плотность керосина 0,8 г/см3, а свинца 11,3 г/см3.

39

В сосуд с водой погружается открытый цилиндрический стакан: один раз дном вверх, а другой — дном вниз, на одну и ту же глубину. В каком из этих случаев работа, которую нужно совершить, чтобы погрузить стакан в воду, будет больше? Вода из сосуда не выливается и в стакан, погруженный дном вниз, не попадает.

40

Две одинаковые по массе оболочки шара — одна из эластичной резины, а вторая из прорезиненной ткани — наполнены одним и тем же количеством водорода и у Земли занимают равный объем. Который из шаров поднимется выше и почему, если водород из них выходить не может?

41

Во сколько раз изменится подъемная сила газа, наполняющего аэростат (дирижабль), если будет применяться гелий вместо водорода?

42

К динамометру подвешена тонкостенная трубка ртутного барометра. Что показывает динамометр? Будут ли изменяться его показания при изменении атмосферного давления?

43

Определить приближенно массу газовой оболочки, окружающей земной шар.

44

Г-образная трубка, длинное колено которой открыто, наполнена водородом. Куда будет выгнута резиновая пленка, закрывающая короткое колено трубки?

45

В трубе с сужением течет вода. В трубу пущен эластичный резиновый мячик. Как изменится его диаметр при прохождении узкой части трубы?

46

Тело, имеющее массу m = 2 кг и объем V = 1000 см3, находится в озере на глубине h = 5 м.

Какая работа должна быть совершена при его подъеме на высоту H = 5 м над поверхностью воды?

Равна ли совершенная при этом работа изменению потенциальной энергии тела? Объясните результат.

47

В водоеме укреплена вертикальная труба с поршнем таким образом, что нижний ее конец погружен в воду. Поршень, лежавший вначале на поверхности воды, медленно поднимают на высоту H = 15 м. Какую работу пришлось при этом совершить? Площадь поршня S = 1 дм2, атмосферное давление р = 101 кПа. Весом поршня пренебречь.

48

Подводная лодка находится на глубине h = 100 м. С какой скоростью через отверстие в корпусе лодки будет врываться струя воды? Сколько воды проникает за один час, если диаметр отверстия равен d = 2 см? Давление воздуха в лодке равно атмосферному давлению. Изменением давления внутри лодки пренебречь.

49

Из брандспойта бьет струя воды. Расход воды Q = 60 л/мин. Какова площадь поперечного сечения струи S1 на высоте h = 2 м над концом брандспойта, если вблизи него сечение равно S0 = 1,5 см2?

50

Почему быстролетящая пуля пробивает в пустом пластмассовом стакане лишь два маленьких отверстия, а стакан, наполненный водой, разбивается при попадании пули вдребезги?

сколько литров нужно лить для замены

Антифриз является специальной жидкостью, которая предназначена для правильного функционирования системы охлаждения двигателя автомобиля. Главная особенность этого вещества заключается в его способности не замерзать при отрицательных температурах. Это осуществляется за счет наличия в составе антифриза двухатомного спирта (этиленгликоля). Также в его состав входят так называемые ингибиторы, которые замедляют процесс коррозии. Для бесперебойной эксплуатации автомобиля крайне важно вовремя производить замену охлаждающей жидкости.

Сроки замены антифриза

Точные сроки службы данного расходного материала назвать нельзя. Все зависит от количества и качества присадок, производителя, состава охлаждающей жидкости. В настоящее время на отечественных рынках можно найти антифризы, которые изготовлены на основе карбоксилата или силиката. Например, охлаждающую жидкость, которая содержит в своем составе силикат, нужно будет заменить через три года эксплуатации авто. Хладагенты, которые изготовлены на основе карбоксилата, могут работать пять лет. Также желательно ознакомиться с рекомендациями производителя конкретной марки автомобиля.

Инструкция по замене антифриза

  1. Покупка. Выбирать стоит качественный подходящий антифриз (показания и характеристики нужно смотреть в инструкции к авто, сверяясь с этикеткой производителя).
  2. Подготовка. Нужно завести автомобиль и дать ему поработать 10 минут без нагрузок. После этого выставить отопитель (печку) на максимальное значение. Спустя некоторое время заглушить мотор.
  3. Осушение системы. Слить отработанную жидкость со всей системы охлаждения. Для удобства лучше поставить авто так, чтобы передняя его часть была немного ниже задней. Так антифриз будет стекать более интенсивно. Потом следует повернуть пробку расширительного бачка для снятия давления в системе (в некоторых моделях авто нужно повернуть пробку на радиаторе, иногда требуется поворот их двоих). После того как жидкость не будет нагнетать давление в системе, она быстро остынет, что не даст возможность получить травму или обжечься. Когда до пробки можно будет дотронуться рукой, ее нужно открутить полностью. Потом также осторожно следует открыть сливной кран радиатора, предварительно подготовив емкости, в которых позже можно будет транспортировать отработанную охлаждающую жидкость к месту утилизации.
  4. Промывка. После того как весь антифриз будет слит, необходимо провести промывку системы охлаждения. Данная процедура осуществляется только при переходе на другую марку охлаждающей жидкости или в том случае, когда производится профилактика. Дистиллированная вода хорошо убирает накипь, смывает налет от коррозии. Если система нуждается в более тщательной очистке, то следует использовать специальные промывки для систем охлаждения. После принятия решения о том, какими средствами будет выполняться данная операция, следует закрыть все краны (манипуляции желательно проводить при холодном двигателе, чтобы избежать ожогов). Затем залить промывочное средство в расширительный бачок, закрутить все пробки и запустить мотор на 10–15 минут. После чего слить промывку и повторить все действия 2–3 раза.
  5. Заполнение системы. После очистки системы желательно лить только новый антифриз, который был куплен ранее. Заливать охлаждающую жидкость следует в расширительный бачок, желательно без остановок, чтобы вместе с антифризом в систему не попал воздух. Но существуют модели авто, когда охладитель заливается в горловину радиатора. Выполнять эти действия стоит очень внимательно и не перепутать расширительный бачок с бачком для омывающей жидкости, так как они расположены в основном рядом и очень похожи друг на друга. Желательно заливать антифриз до максимального значения, потому что жидкость со временем будет разливаться по всей системе.
  6. Выпуск воздуха. Когда заливка охладителя завершена, нужно выпустить воздух из системы. Осуществляется это путем откручивания винта, который расположен на блоке цилиндров. При появлении первых капель антифриза (это будет означать, что весь воздух вышел) винт затягивается до упора. После данной процедуры стоит вновь завести двигатель авто и дать мотору поработать несколько минут, немного прибавляя и убавляя обороты. После этого нужно заглушить двигатель, подождать некоторое время и проверить уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке. При необходимости долить антифриз до нормального уровня. Также после замены антифриза стоит на протяжении недели ежедневно проверять систему охлаждения, так как именно в этот период времени могут быть выявлены скрытые проблемы в системе, которые раньше были незаметны.

Как правильно доливать антифриз

Следует производить долив только той же марки и того же типа антифриза, что и в системе охлаждения авто. Работа выполняется при холодном двигателе. Перед началом нужно приоткрыть крышку расширительного бачка, чтобы устранить избыточное давление. После этого полностью откручиваем крышку и доливаем охлаждающую жидкость. Ориентироваться необходимо по отметкам на расширительном бачке.

Сколько нужно заливать антифриза

Сколько антифриза должно быть в системе охлаждения, можно найти в руководстве по эксплуатации к той или иной модели транспортного средства. В среднем необходимый объем охлаждающей жидкости составляет 5–8 литров. Главное, чтобы уровень антифриза оставался между максимальной и минимальной отметками. Примеры необходимого количества антифриза для некоторых популярных моделей автомобилей:

  • ВАЗ. В классических моделях (от 2101 до 2107) этот показатель равнялся в среднем 8,6 л. Более новые автомобили с передним приводом («Приора», «Калина», «Гранда» и другие) потребуют около 7,8 л;
  • Renault. «Логану» нужно 5,5–6 литров;
  • KIA. «Солярису» с двигателем 1400 см³ потребуется 5,5 литров, а с двигателем 1600 см³ – 5,8 л.

Виды антифризов

По своему составу охлаждающие жидкости делятся на:

  • силикатные. Содержат в своем составе соли неорганических кислот (основные присадки для данного типа антифриза). Отрицательной чертой подобных охлаждающих жидкостей является образование налета в системе. Он оседает, что не дает системе охлаждения двигателя авто полноценно работать. Это может привести к перегреву мотора;
  • карбоксилатные. Содержат органические кислоты в своем составе. Данный тип антифриза имеет обозначения G12. Органика, в отличие от неорганических кислот, не образует налета и накипи. Также данные охлаждающие жидкости имеют хорошие антикоррозионные качества;
  • гибридные. Содержат в своем составе как органические, так и неорганические кислоты. Имеют обозначения G12++. Такие составы комбинируют в себе положительные свойства минеральной и органической основы.

Как определить, что залито в системе: антифриз или тосол

Среди автомобилистов существует миф о том, что антифриз имеет сладковатый вкус, но это всего лишь миф. Химические вещества, которые входят в состав охлаждающих жидкостей, ядовиты. Пробовать их на вкус не рекомендуется. Как же узнать, что залито в системе охлаждения авто?

  • По совместимости расходного материала с водой из водопроводного крана. Нужно взять немного охлаждающей жидкости из системы авто и налить ее в бутылку. Потом надо добавить такой же объем простой воды и дать время для химической реакции. Если произошло расслоение веществ, появился осадок, смесь помутнела, то, скорее всего, это тосол. При использовании качественного антифриза таких реакций не должно быть.
  • На ощупь и по запаху. Традиционный качественный антифриз не будет иметь запаха, а на ощупь данное вещество имеет маслянистую структуру. Тосол при тактильном контакте будет менее маслянистым.
  • По устойчивости к низким температурам. Нужно налить некоторое количества жидкости из охлаждающей системы в пластиковую бутылку и поместить в морозильную камеру. Если жидкость замерзла, то, скорее всего, это тосол очень плохого качества. Если же состав не замерз, то велика вероятность, что это антифриз неплохого качества.
  • По плотности. Для проверки понадобится специальный прибор – ареометр. Проверка должна осуществляться при температуре не менее +20 °С. Если плотность проверяемой жидкости находится в пределах от 1,073 до 1,079 г/см³, то, скорее всего, жидкость является хорошим антифризом.

Центральный Дворец культуры г. Белово

Памятка. Бытовые пожары.

Памятка. Дети.

Памятка. Пожары в лесах и на торфяниках.

Памятка. Пожары и взрывы.

Памятка. Печь.

 

Памятка «Ваши действия при пожаре»

  1. Сообщить в пожарную службу.
  2. Закройте окно, так как приток кислорода увеличивает распространение огня.
  3. Закройте газовый вентиль и обесточьте электрический щиток.
  4. Если очаг возгорания небольшой, постарайтесь потушить пожар.

 

Телефоны экстренных служб при вызове с мобильного телефона

112 — общий телефон службы спасения, если в телефоне нет сети или sim-карты 

Вызов экстренных служб с мобильных телефонов МТС

010 — Вызов пожарной охраны и спасателей
020 — Вызов милиции
030 — Вызов скорой помощи
 

Вызов экстренных служб с телефонов МЕГАФОН

010 — Вызов пожарной охраны и спасателей
020 — Вызов милиции
030 — Вызов скорой помощи
 

Вызов экстренных служб с сотовых телефонов Билайн

001 — Вызов пожарной и спасателей
002 — Вызов милиции
003 — Вызов скорой медицинской помощи
 

Вызов экстренных служб с сотовых телефонов Теле-2

01* — Вызов пожарной охраны и спасателей
02* — Вызов милиции
03* — Вызов скорой помощи
 

Как самостоятельно потушить небольшой источник огня

Под небольшим источником огня нужно понимать – кухонное полотенце, масло на сковороде, электрическую аппаратуру, одежду и т.д.

  1. Для тушения пожара используйте следующие средства: плотную натуральную ткань, соду, воду, стиральный порошок, землю (можно взять из горшка комнатного растения) или песок  и т.д.
  2. Если загорелось кухонное полотенце, необходимо залить его водой, накрыть не горящим предметом, например, стеклянной крышкой или бросить в раковину, включив воду.
  3. Часто гореть начинает масло на сковороде в процессе обжарки. В таком случае необходимо выключить плиту и накрыть сковороду плотной крышкой.

Нельзя заливать горящее масло водой, так как может произойти его разбрызгивание и как следствие этого сильные ожоги рук.  

  1. Если загорелись электрические бытовые приборы (чайник, утюг, телевизор и т.д.), то необходимо обесточить квартиру выключением электрического щита. Отключенный прибор накрывают плотной натуральной тканью (не синтетикой!), например, шерстяным или хлопковым одеялом, и только потом обесточенный прибор поливают осторожно водой. Если воды в квартире нет, то можно посыпать содой, песком, землей из под комнатных растений, стиральным порошком или любым чистящим средством.
  1. Не стоит тушить водой загоревшиеся легковоспламеняющиеся жидкости. Лучше накрыть их одеялом и покинуть квартиру

Если все ваши действия при пожаре безуспешны, и потушить пожар не удается в течение 1-2 минут, то лучше покинуть квартиру и позвать на помощь.

 

Действия при эвакуации из квартиры во время пожара

  1. Наденьте повязку, смоченную в воде на лицо себе и всем членам семьи (если рядом нет воды, нужно не побрезговать собственной мочой).
  2. При выходе убедитесь, что никто не остался в квартире, включая животных.
  3. Уходя, плотно закройте окна и входную дверь.
  4. Чтобы предотвратить распространение огня, поливайте водой свою входную дверь.
  5. По приезду пожарных, нужно их встретить и указать им источник огня в квартире.

 

Если огонь распространился в квартире очень быстро и входная дверь заблокирована, используйте балкон.

Выходя на балкон, плотно закройте дверь — так огонь будет дольше распространяться по квартире. Кричите и размахивайте руками, зовите на помощь. Часто люди впадают в панику и бросаются вниз. Этого допустить ни в коем случае нельзя. Помните, что современные спасатели оснащены всем необходимым оборудованием, чтобы эвакуировать вас даже с самой большой высоты.

Вы должны до последнего бороться и прыгать только в крайнем случае. Прыжок с высоты выше четвёртого этажа часто бывает смертельным. Если в вашей квартире нет балкона, то необходимо кратковременно открывать окно и кричать о помощи, затем снова закрывать, поскольку приток кислорода усилит возгорание.

При сильном задымлении стоит держаться на полу, при этом на лице всегда должна быть мокрая повязка.

 

Действия в случае, если пожар произошел в подъезде или в другой квартире

  1. Первоначально необходимо определить очаг пожара, позвать на помощь и самостоятельно его потушить.
  2. Для этого выйдите из квартиры и закройте дверь. Накройте себя шерстяным или хлопковым одеялом, на лицо — мокрая повязка.
  3. Огонь всегда распространяется снизу вверх. Поэтому, если источник огня находится в коридоре или на лестнице ниже вас этажом, то лучше оставаться в квартире и не пытаться выбраться самостоятельно.
  4. Не стоит пользоваться лифтом, так как из-за сбоя электроэнергии вы можете в нем застрять и задохнуться.
  5. Если в подъезде густой дым или источник пожара находится очень близко (например на лестнице или на этаже ниже), то оставайтесь внутри квартиры. Вентиляционные люки необходимо закрыть мокрыми полотенцами. Дверные щели заткнуть одеялом и находиться в комнате, а не в коридоре. После принятых мер выйдите на балкон и постарайтесь позвать на помощь.

 

Если дым и пламя позволяют выйти из помещения (здания) наружу:

  1. Уходите скорее от огня, используя основные и запасные пути эвакуации.
  2. Отключите попутно электроэнергию.
  3. Идите к выходу на четвереньках, так как вредные продукты горения скапливаются на уровне вашего роста и выше, закрывая при этом рот и нос подручными средствами защиты (мокрый платок).
  4. По пути за собой плотно закрывайте дверь.
  5. Покинув опасное помещение, не вздумайте возвращаться назад, сообщите о себе должностным лицам.

 

Если дым и пламя в соседних помещениях не позволяет выйти наружу:

1. Не поддавайтесь панике.

2. Накройтесь полностью мокрым покрывалом (тканью).

3. Проверьте существует ли возможность выйти на крышу или спуститься по пожарной лестнице.

4. Если возможности эвакуироваться нет, то для защиты от тепла и дыма необходимо надёжно загерметизировать своё помещение: плотно закройте входную дверь, заткните щели двери изнутри помещения, используя при этом любую ткань; закройте окна, форточки, заткните вентиляционные отверстия; если есть вода, постоянно смачивайте дверь, пол.

5. Если помещение наполнилось дымом, передвигайтесь на четвереньках, прикрыв рот и нос влажной тряпкой (носовым платком, рукавом от рубашки), в сторону окна и находитесь возле окна и привлекайте к себе внимание людей на улице.

 

Действия при пожаре: когда загорелся человек

  1. Если одежда загорелась на вас, то нельзя бежать, так пламя будет только разгораться. Нужно быстро лечь на пол, закрыть лицо руками и кататься по полу пока пламя не утихнет или накрыть себя одеялом.
  2. Если вы увидели горящего человека, то нельзя давать ему бежать.
  3. Опрокиньте горящего человека на пол и накройте его плотной тканью, голову при этом необходимо оставить открытой. Можно попробовать снять быстро горящую одежду.
  4. После этого необходимо вызвать скорую помощь.

 

Предлагаем прочитать и обсудить с детьми действия при пожаре, которые предлагает запомнить руководитель одной из школ безопасности. 

1. Описанный шарфик. Так мы обычно рассказываем под хохот детей первое правило выхода из горящего или задымленного помещения. Потому что это правда: воду с собой мы носим нечасто, дети – почти никогда. А погибают именно от дыма. Потому берем любую одежду: шарф, футболку, рубашку, блузку, подол юбки. Писаем. И дышим через описанную ткань. Моча гораздо лучше фильтрует и дым, и ядовитые вещества, чем вода.

Дети смеются, но все соглашаются с тем, что в опасной ситуации это сделать не стыдно. Но это настроение «не стыдно» можно создать только в диалоге и лучше – между детьми. В каждом классе или группе всегда найдутся те, кто убедительно скажет: а что смешного? Если это спасет жизнь.

2. Приучайте детей к игре: найди выход. Да и себя тоже. Мы никогда не задумываемся о том, как покидать помещение в случае пожара. Никогда. А это можно быстро и весело сделать привычкой. А приучая ребенка, вы и сами станете обращать на это внимание. Потому в течение 2-3 недель, приходя в любое помещение, весело и моментально смотрим, куда бы мы побежали в случае пожара. Можно уточнить у сотрудников.

3. Выход из паникующей толпы. Тут три правила:

– Идем только по направлению движения, не останавливаясь, даже если родные остались позади. Вы встретитесь после того, как выйдете наружу.

– Аккуратно огибаем углы, столбы, любые встречные преграды. Для этого издали смотрим, что впереди. Идем, скрестив руки на груди, выставив локти немного вперед и держась руками за плечи. Так, если вас сдавят, вы сможете дышать свободно.

– Если упали: никаких «сгруппироваться»! У вас есть три секунды, чтобы встать любой ценой. Для этого вцепляемся мертвой хваткой в ближайшие ноги, джинсы, пальто и, как обезьяны, взбираемся по человеку. Помним, что человек-дерево не будет нам рад. И даже, возможно, стукнет по голове. Но вы успеете встать. Потренируйтесь дома.

И пусть вам никогда не пригодится эта информация.

______________

Будьте готовы к экстремальной ситуации. Помните, что люди во время пожаров чаще погибают не от огня, а задыхаясь от дыма.  Защита органов дыхания и другие грамотные действия при пожаре позволят помочь не только себе, но и тем, кто находится рядом. 

 

 

 

Сообщающиеся сосуды — законы, принципы, формулы

В этом состоянии сохраняется объем, но не сохраняется форма. Например, если перелить молоко из кувшина в стакан — молоко, имевшее форму кувшина, примет форму стакана. Кстати, в корове у молока тоже была другая форма.


Расстояние между молекулами в жидком состоянии чуть больше, чем в твердом, но все равно невелико. При этом частицы не собраны в кристаллическую решетку, а расположены хаотично. Молекулы почти не двигаются, но при нагревании жидкости делают это более охотно.

Вспомните, что происходит, если залить чайный пакетик холодной водой — он почти не заваривается. А вот если налить кипяточку — чай точно будет готов.

Агрегатных состояния точно три?

На самом деле, есть еще четвертое — плазма. Звучит, как что-то из научной фантастики, но это просто ионизированный газ — газ, в котором помимо нейтральных частиц, есть еще и заряженные. Ионизаторы воздуха как раз строятся на принципе перехода из газообразного вещества в плазму.

Сообщающиеся сосуды

Поскольку жидкость принимает форму сосуда, в который ее поместили, имеет место быть такое явление, как сообщающиеся сосуды.

  • Сообщающиеся сосуды — это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости (в каждом сосуде). Так жидкость может перемещаться из одного сосуда в другой.

Какую бы форму не имели такие сосуды, на поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя на одном уровне действует одинаковое давление.

Если в колена сообщающихся сосудов налить жидкости, плотности которых будут различны, то меньший объём более плотной жидкости в одном колене уравновесит больший объём менее плотной жидкости в другом колене сосуда.

Другими словами, высота столба жидкости с меньшей плотностью больше, чем высота столба жидкости с большей плотностью. Давайте рассчитаем, во сколько высота столба жидкости с меньшей плотностью больше высоты столба жидкости с большей плотностью, если эти две несмешивающиеся жидкости находятся в сообщающихся сосудах.3). Жидкости должны заполнить трубки настолько, чтобы их уровень в изогнутой трубке посередине был на отметке прибора 0. Высоты жидкостей в трубках над этой отметкой измеряют и находят плотность исследуемой жидкости, зная, что высоты обратно пропорциональны плотностям (об этом мы говорили выше).

Также на законе сообщающихся сосудах основаны устройства, которые определяют уровень жидкости в закрытых сосудах: резервуарах, паровых котлах.

Чтобы судно могло переплыть из одной водного бассейна в другой, если уровни воды в них разные, необходимо использовать шлюз. Устройство шлюза также основано на принципе сообщающихся сосудов. В первых воротах шлюза открывается клапан, камера соединяется с водоёмом, они становятся сообщающимися сосудами, уровни воды в них выравниваются. После этого ворота открываются, и судно проходит в первую камеру. Открывается следующий клапан, после выравнивания уровней воды открываются ворота, и так повторяется столько раз, сколько камер имеет шлюз.2]

В случае давления жидкости на дно сосуда мы можем заменить силу в формуле на силу тяжести.

p = mg/S

Также мы можем представить массу жидкости, как произведение плотности на объем:

p = ρ*V*g/S

Из геометрии мы знаем, что объем тела вращения (например, цилиндра) — это произведение площади основания на высоту: V = Sh.

Следовательно, высота будет равна h = V/S. Подставляем в формулу высоту вместо отношения объема к площади.

p = ρ*g*V/S

p = ρgh

В сообщающихся сосудах давление жидкости на одном уровне (на одной и той же высоте) будет одинаковым.

А можно сделать так, чтобы давление было разным?

С помощью перегородки можно сделать так, чтобы уровень жидкости, а следовательно, и давления в сообщающихся сосудах отличались.2

Как узнать, какой антифриз залит в машине

Вы всегда знаете, какая охлаждающая жидкость залита в автомобиль? Если машина давно находится в собственности, то на этот вопрос каждый автомобилист легко ответит. Но в некоторых ситуациях содержимое системы охлаждения может быть просто неизвестным. При этом для корректного обслуживания транспортного средства критически важно определить, что использовалось в качестве хладагента: антифриз или отечественный тосол. Хотите узнать, какой антифриз залит в машину? Тогда дочитайте этот материал до конца.

Содержание:

Истоки проблемы

Как мы уже говорили, владельцы автомобилей обычно знают, что они заливали в систему охлаждения. Но бывают случаи, когда у водителя нет достоверной информации. Можно выделить следующие типичные ситуации:

  • Подержанная машина была недавно куплена, но у бывшего владельца покупатель забыл спросить о том, какие расходники использовались.
  • Автомобиль был получен на работе для продолжительной эксплуатации. Предыдущий сотрудник мог просто уволиться и не рассказать о том, как обслуживал транспортное средство.
  • Водитель замечает, что охладительная система работает некорректно. В таком случае можно заподозрить, что в автосервисе была залита не та охлаждающая жидкость (ОЖ), но это нужно как-то проверить.

Отличия в химическом составе

Сразу нужно сказать, что любой антифриз и тосол – это специальные автомобильные охлаждающие жидкости. Только последний вариант считается исключительно отечественной разработкой, корни массового использования которой уходят на несколько десятилетий. В советскую эпоху автомобилистам был доступен только тосол. В это время вопрос о том, как определить, какой антифриз залит в машину, просто не возникал.

Актуальность вопроса

В последнее время на рынке начало появляться большое количество современных вариантов охлаждающей жидкости. Причем появилось четкое разделение на антифризы и тосол. Некоторые люди считают, что отличие заключается только в цвете, но это не совсем так. На самом деле цвет охлаждающей жидкости не регламентируется нормативными актами. Поэтому выбор расцветки зависит только от предпочтений производителей. К примеру, оригинальные антифризы концерна VAG имеют бирюзовый цвет. А голубую окраску тосола можно считать данью традициям.

Реальные отличия тосола и антифриза

Отечественная охлаждающая жидкость и ее современные «конкуренты» прежде всего отличаются по химическому составу. Именно он определяет их эксплуатационные характеристики. В состав тосола входит дистиллированная вода, этиленгликоль и специальная смесь неорганических кислот. В качестве присадок используются силикаты, нитраты, нитриты и фосфаты.

Из чего состоит антифриз

Основу составляет дистиллированная вода, этиленгликоль и присадки. Именно в добавках заключается главное отличие составов. Здесь используются только органические производные. Присадки обеспечивают антипенные и антикоррозийные свойства ОЖ.

Как работают разные охлаждающие жидкости

Особенности тосола

Формула отечественного состава работает таким образом, что на всех поверхностях охлаждающей системы образуется тонкая защитная пленка. Она не только помогает бороться с коррозионными процессами, но и значительно снижает теплоотдачу. Из-за повышения температуры двигателя увеличивается расход топлива, а также страдает ресурс силового агрегата. Также нужно отметить, что силикаты и фосфаты, входящие в состав хладагента, со временем образовывают нерастворимый осадок, который оседает на внутренних стенках магистралей и радиатора, что снижает эффективность охлаждения и приводит к неминуемой замене деталей. А еще тосол уже после 30–40 тыс. км пробега теряет свои свойства.

Особенности антифризов

В состав входят специальные антикоррозионные добавки, которые образуют защитный оксидный слой только в тех местах, которые уже начали окисляться. Следовательно, антифризы не снижают эффективности работы системы охлаждения. Стандартные составы рассчитаны на 100–150 тыс. км пробега. Если купить качественный антифриз, то на внутренних стенках не будут накапливаться отложения.

Как определить, что залито, на практике

Когда мы уже изучили химические и эксплуатационные особенности тосола и современных антифризов, пришло время разобраться с тем, как их отличать. Сразу напомним, что на цвет жидкости ориентироваться нельзя. Если тосол практически всегда имеет синюю окраску, то производители антифризов используют самые разные красители, в том числе и синие. И конечно же, нельзя для определения типа охлаждающей жидкости использовать вкусовые рецепторы. Да, ходят слухи о том, что антифриз немного сладкий, но проверять это мы убедительно не рекомендуем, ведь в состав охлаждающих жидкостей входят ядовитые вещества, которые даже в малой дозировке могут серьезно навредить здоровью.

Методы определения типа ОЖ

Существуют безопасные и более точные способы понять, какая охлаждающая жидкость залита в машину. Рассмотрим самые популярные методики:

  • Запах и тактильные ощущения. Качественный антифриз практически лишен аромата, а на ощупь он очень маслянистый. Отечественный хладагент имеет характерный химический запах, а его смазывающие качества не проявляются так явно.
  • Смешивание с водой. Можно попробовать сделать раствор из воды и охлаждающей жидкости в пропорции 1:1. При его приготовлении состав нужно тщательно перемешать и оставить в состоянии покоя. Если через несколько часов содержимое начало мутнеть или разделяться на фракции с разной плотностью, то в машину был залит тосол. Качественный антифриз хорошо смешивается с водой в любой пропорции.
  • Измерение плотности. Это, пожалуй, самый точный метод определения типа охлаждающей жидкости. Но для его практического применения понадобится аэрометр – недорогой прибор для измерения плотности жидкости. Проводить замеры нужно в условиях комнатной температуры. Если показания варьируются в пределах от 1,073 до 1,079 г/см³, то это хороший антифриз. У качественного тосола плотность всегда меньше, так как ее нормативный показатель составляет 1,065 г/см³.

Народный способ определения ОЖ

Опытные мастера часто используют следующую методику, чтобы отличить антифриз от тосола. Для проверки понадобится любая стальная деталь с очагами коррозии и немного резины (к примеру, можно использовать отрезок патрубка охладительной системы). Эти изделия нужно на непродолжительное время поместить в емкость с ОЖ. Отечественный антифриз сформирует на всех поверхностях защитную пленку. У современного антифриза более «умная» формула, так как состав оставляет оксидную пленку только на металле, который подвергся коррозионным процессам. Следовательно, если после извлечения резина имеет скользкое покрытие и стальная деталь полностью покрылась пленкой, в эксперименте участвовал тосол. Если же только очаги ржавчины на металле изменили цвет, а поверхность резины не изменила своих качеств, то в емкости был качественный антифриз.

Как быть уверенным на 100 %

Все описанные методы отличия тосола от антифриза достаточно точны, но они все равно не дают полной гарантии. К примеру, никогда нельзя исключать риск покупки некачественного состава, который просто не проявит характерные качества. Чтобы не рисковать исправностью двигателя, опытные водители рекомендуют перестраховаться. Если вы начали пользоваться автомобилем, но не знаете, какой хладагент циркулирует по системе охлаждения, то лучше заменить его на заведомо качественный состав. Предварительно следует провести промывку магистралей и радиатора с помощью специальных составов или дистиллированной воды. На это вы потратите незначительную сумму денег, но получите 100%-ную уверенность в том, что автомобиль эксплуатируется правильно.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, как понять, какая охлаждающая жидкость залита в автомобиль, и почему это важно. Помните, что 100%-ные выводы можно делать только после лабораторной экспертизы. Но на практике проще заменить неизвестную ОЖ на новый состав, купленный в надежном месте.

#Советы от специалистов

Вам также может быть интересно

Все, что нужно знать об охлаждающих жидкостях

Замена охлаждающей жидкости или необходимость ее долить ставит перед автомобилистом или мастером-ремонтником массу вопросов:

● Лучше долить антифриз такого же цвета или дистиллированную воду?

● Антифриз какого цвета нужно залить в расширительный бачок?

● Как выбирать охлаждающую жидкость: по цвету или надписям на этикетке?

Чтобы каждый мог найти ответы на эти и другие вопросы, мы подготовили обзор по охлаждающим жидкостям.

 

Что представляет собой охлаждающая жидкость?

Охлаждающая жидкость (далее ОЖ) – одна из главных функциональных жидкостей в автомобиле, по значимости ее можно сравнить с тормозной жидкостью, моторным маслом или даже топливом. Именно от ОЖ зависит теплоотвод от ДВС – это ее основная задача.

Современные ОЖ эффективно защищают детали ДВС от накипи, кавитации и коррозии, обеспечивают смазку сальника насоса системы охлаждения, исключают образование осадка в системе охлаждения. Все ее полезные свойства должны сохраняться на протяжении большого количества времени, к тому же жидкость не должна расширяться при низких температурах.

Несмотря на всю важность этой жидкости, многие автомобилисты и мастера по ремонту авто относятся к выбору ОЖ весьма халатно, что приводит к проблемам с двигателем.

В система охлаждения ДВС используются антифризы (разновидность ОЖ) – это низкозамерзающие теплоносители, которые практически не расширяются и эффективно работают при низкой температуре. В состав большинства автомобильных антифризов входит примерно 90% этиленгликоля и 10% пакета присадок.


Именно пакет присадок определяет свойства ОЖ защищать детали ДВС от коррозии, кавитации, накипи, образования осадка и т.д. Именно пакетом присадок отличаются друг от друга антифризы разных производителей.


Формула этиленгликоля

Необходимо отметить, что некоторые недобросовестные производители заменяют дорогой этиленгликоль более дешёвым глицерином. Из-за высокой вязкости глицерина его приходится разбавлять метанолом.

Глицерин термически нестабилен, при длительном нагреве свыше 90°С разлагается с образованием летучих веществ, в т.ч. акролеина. Продукты разложения токсичны, коррозионно- агрессивны. Глицерин сильно пенится, по этой причине ухудшается отвод тепла.

Метанол – простейший одноатомный спирт, образующий ядовитый формальдегид при определенных реакциях с водой. Начинает кипеть при 85°С, связывает воду и «съедает» алюминий. Запрещен законом для использования в антифризах. Горит при нагреве.

В концентрированном виде (этиленгликоль + присадки) использовать антифриз нельзя: такая смесь кристаллизуется уже при -16С и плохо отводит тепло от узлов двигателя. Для эффективной работы концентрат смешивают с водой – теплоемкость у нее в 4 раза выше, чем у этиленгликоля.

Получается, что чем выше % воды в составе антифриза, тем лучше он отводит тепло. Температура кристаллизации жидкости также изменяется в зависимости от количества воды. Наглядно это видно на графике:


Наиболее эффективный вариант концентрации в соответствии с графиком достигается, если смешать концентрат антифриза с водой в соотношении 2:1. В таком случае смесь выдерживает температуру до -54С. Важно помнить, что при снижении температуры кристаллизации, температура кипения повышается.

Многочисленные исследования показали, что для нормальной работы смеси количества концентрата антифриза в системе охлаждения должно составлять от 30 до 60%. Если % концентрата меньше, то улучшаются показатели теплоотведения, но другие свойства антифриза, особенно защита узлов от коррозии, значительно снижаются.


Если доля концентрата более 60%, то температура кристаллизации будет выше, как и температура кипения антифриза. При этом теплоотведение ухудшится, что негативно сказывается на ДВС. В качестве идеального варианта с точки зрения сохранения всех свойств антифриза рассматривается соотношение 1:1 – одна часть концентрата и одна часть воды. При таком соотношении t кристаллизации смеси около 37 С, кипения – 107 С, а эффективность пакета присадок сохраняется полностью.

К потребителям антифриз поступает в виде концентрата или уже готовой смеси, которую можно сразу же заливать в систему охлаждения. Концентрированный антифриз состоит из этиленгликоля, а воду в него должен добавлять сам потребитель: он же и определяет, в каком соотношении они должны смешиваться.

Готовые смеси содержат нужное количество деминерализованной воды, чаще всего это концентрация 1 к 1 с температурой замерзания до -37 С.

Помните, что для антифриза % объема и % массы отличаются: плотность этиленгликоля составляет 1,112 кг/л, поэтому 1 литр концентрата весит 1,112 кг. Учитывайте это при покупке: на канистре может быть написан вес, а не объем, тогда как при указанном весе в 5 кг по объему в канистре будет всего 4,5 литра.

Какие бывают ОЖ?

По составу пакета присадок все существующие антифризы делят на:

  1. Традиционные или классические

  2. Гибридные

  3. Карбоксилатные

  4. Лобридные

Так же существует классификация охлаждающих жидкостей, используемая автоконцерном Volkswagen:

G11 – спецификация VAG TL-774C, относится к антифризам, произведенным по гибридной технологии (об этом в продолжении статьи)

G12 – спецификация VAG TL-774D, относится к антифризам, произведенным по карбоксилатной технологии

G12 Plus – спецификация VAG TL-774F, отличается от предшественника усовершенствованным пакетом присадок

G12 Plus Plus – спецификация VAG TL-774G, так называемый лобридный антифриз на основе этиленгликоля

G13 – спецификация VAG TL-774J, лобридный антифриз на основе пропиленгликоля

Такая классификация получила широкое распространение среди российских покупателей, а обозначение охлаждающих жидкостей Volkswagen стало нарицательным для описания видов антифризов.

Классические антифризы

К этой группе относятся антифризы, которые производят по неорганической технологии. Присадки у таких антифризов включают в себя соли неорганических кислот:

· Фосфаты

· Силикаты

· Бораты

· Нитриты

· Нитраты

· Амины

Техническое обозначение таких ОЖ — Traditional, Conventional и IAT (Inorganic Acid Technology).

Традиционные антифризы работают следующим образом: ингибиторы покрывают всю поверхность системы охлаждения изнутри, образуется пленка, которая не дает смеси из воды и этиленгликоля напрямую контактировать с металлическими узлами и деталями. Защитный слой останавливает коррозию, но ухудшает теплообмен и снижает эффективность охлаждения ДВС.


Ингибиторы в составе традиционного антифриза быстро расходуются, так как покрывают собой большую площадь металлических деталей. С течением времени под силой потока защитный слой начинает повреждаться и на оголенном металле появляется коррозия.

Если своевременно не поменять охлаждающую жидкость, то она станет мутной и приобретет бурый оттенок. Также присадки могут спровоцировать появлением накипи, отложений и осадка.

«Тосол» является одним из традиционных антифризов, который был разработан в СССР в 1960-1970 гг. Название «Тосол» образовано от аббревиатуры «ТОС» — «Технология Органического Синтеза» о окончания «-ол», которое в химии обозначает спиртовые соединения. Его разработали для замены в системах охлаждения двигателей ВАЗ итальянской охлаждающей жидкости Paraflu 11.

Важно знать, что «Тосол» — это всего лишь название антифриза, а не его отдельный вид. В его первоначальном составе по утвержденной технологии он производился вплоть до 1990 гг. а затем под таким названием стали производить антифризы с совершенно разным составом. Современные силикатные ОЖ с названием «Тосол» с оригинальным Тосолом ничего общего не имеют.

Традиционные ОЖ вытеснили с рынка уже в 1990 гг – на смену им пришли более современные смеси. Связано это с большим количеством недостатков:

  1. Появление гелей и абразивных частиц, которые засоряют всю систему и выводят из строя помпу, мешают теплоотведению

  2. Образование осадка при смешивании с минерализованной водой

  3. Быстрое окисление нитритов

  4. Из-за быстрого расхода органических присадок срок эксплуатации таких ОЖ составляет не более 2 лет и 60000 км пробега.

Еще одна причина отказа от традиционных ОЖ кроется в эволюции ДВС: с ростом их производительности увеличивается и температура их работы, поэтому требовались антифризы с более высокой точкой кипения. Из-за усиленного режима работы присадки срабатывали еще быстрее, к тому же традиционные ОЖ несовместимы с радиаторами из алюминия.

Гибридные антифризы

Гибридные антифризы были разработаны уже в 1990 годах, как замена традиционным. В их состав входит более стабильный пакет присадок, в котором между собой сочетаются карбоксилаты (карбоновые кислоты) и соли неорганических кислот. Такой состав присадок действует на очаги коррозии и кавитации эффективнее, чем у традиционных ОЖ и недостатки выражены намного меньше.

В технической документации гибридные ОЖ обозначают HOAT (Hybrid Organic Acid Technology), Hybrid Technology Coolants, Hybrid Coolants, NF (Nitrite Free), или антифриз класса G11.

Гибридные антифризы активно использовались с 1990-х по 2006 год, затем на смену им пришли более совершенные составы. Но некоторые автоконцерны, например, BMW и Mitsubishi, (до 2010 года также Mercedes-Benz и Volvo), продолжали использовать гибридные антифризы при заправке системы охлаждения при производстве автомобиля. Срок службы гибридного антифриза составляет около 3-х лет.


К охлаждающим жидкостям, изготовленным по гибридной технологии, относится Антифриз Carville Racing гибридный. Благодаря многофункциональному пакету присадок, содержащему ингибиторы коррозии, регуляторы пенообразования и pH этот антифриз демонстрирует стабильность эксплуатационных свойств на протяжении всего срока эксплуатации – 3 года или 150000км пробега.

Карбоксилатные антифризы

В середине 1990-х был разработан карбоксилатный антифриз, который и сейчас является лучшим вариантом по своим полезным свойствам и сроку эксплуатации. Многие мировые автопроизводители, включая АВТОВАЗ, ГАЗ и КАМАЗ, используют карбоксилатные антифризы для первой заправки системы охлаждения.


От всех остальных антифризов данный вид отличается технологией производства пакета присадок: его основой являются соли карбоновых кислот: в составе нет аминов, боратов, фосфатов, нитратов, нитритов и силикатов.

Карбоновые соли точечно воздействуют на очаги возникновения коррозии, а образованная защитная пленка толщиной до 1 микрона, покрывает не все поверхности, а только проблемный участок. Благодаря этому пакет присадок расходуется экономно, а теплоотведение проходит эффективнее. Карбоновые кислоты стабильны при температуре до +135 С, поэтому подходят для высокооборотистых и термонагруженных ДВС. 

Особое отличие карбоксилатных ОЖ в полном отсутствии неорганических присадок, поэтому в антифризе даже при длительном использовании не появляются гели, отсадки и иные отложения.

В технической документации карбоксилатные антифризы обозначают OAT (Organic Acid Technology), Carboxylate coolants, LLC (Long Life Coolant), ELC или XLC (Extended Life Coolant), SNF (Silicate Nitrite Free), SF (Silicate Free), G12 (по спецификации VW TL 774-D) и G12+ (по спецификации VW TL 774-F, с 2006 года). Карбоксилатные ОЖ могут эффективно работать 5 и более лет.


Антифриз Carville Racing карбоксилатный изготовлен по технологии OAT (Organic Acid Technology) и по классификации VAG соответствует классу G12+ (VW TL 774-D / VW TL 774-F). Карбоксилатный пакет присадок не содержит силикаты, амины, фосфаты, бораты, нитриты и нитраты.

Данный антифриз особенно эффективен при защите алюминиевых элементов от высоких температур. Увеличивает срок службы помпы, радиатора и резиновых уплотнителей. Обладает увеличенным ресурсом эксплуатации — до 5 лет или 250 000 км пробега и сохраняет эксплуатационные свойства на всем его протяжении.

Лобридные антифризы

Лобридные антифризы появились в 2005 году. По классификации Volkswagen G12++. Они являются средним звеном между гибридными и карбоксилатными антифризами. В составе пакета присадок лобридной охлаждающей жидкости не более 10% солей неорганических кислот (силикаты или фосфаты), более 90% состава занимают карбоновые кислоты, поэтому по характеристикам такой антифриз лучше гибридного.

Позже появились лобридные антифризы на основе пропиленгликоля. Функционально эта жидкость аналогична лобридному антифризу на основе этиленгликоля, но менее ядовита и быстрее разлагается, соответственно наносит меньший вред окружающей среде при её утилизации, но её цена значительно выше. Соответствует классификации VAG TL-774J – G13

Что означает цвет охлаждающей жидкости?

Многие автовладельцы и даже продавцы автомагазинов ошибочно полагают, что цвет антифриза указывает на его тип: так антифриз голубого цвета означает самый «простой» вариант со сроком использования не более 2х лет, зеленый – антифриз получше со сроком службы до 3х лет, а красный – самый лучший со сроком использования до 5 лет. Также многие ошибочно полагают, что антифризы одного цвета идентичны между собой, а потому их можно доливать друг в друга или без опаски заменять один на другой.

В реальности на цвет охлаждающей жидкости влияет лишь краситель, который добавили в состав, и никакой информации о качественных свойствах этот цвет не несет. Все антифризы поначалу не имеют цвета, краситель в них добавляют по следующим причинам:

  1. Чтобы лучше видеть количество антифриза в охлаждающем бачке и контролировать ее испарение

  2. Требование производителя – каждый автоконцерн может использовать свой специальный цвет для обозначения антифриза

  3. В качестве отличительного признака охлаждающей жидкости, которая была залита при первой заправке еще на конвейере

  4. Для поиска протечек. Например, в антифризы Carville Racing добавлены флуоресцентные красители чтобы было легче обнаружить течь системы охлаждения в ультрафиолетовом цвете.

Таким образом антифризы одного цвета могут полностью отличаться между собой по составу, но при этом общепринятые тенденции говорят о следующем:

  1. Антифризы голубого цвета чаще всего относятся к традиционным ОЖ

  2. Гибридные антифризы чаще всего бывают зеленого, бирюзового или синего цвета

  3. Карбоксилатные антифризы зачастую имеют оттенки красного, оранжевого или желтого цвета


Несмотря на это, встречаются и исключения из правил, поэтому нужно опираться на тип антифриза, который используют в конкретной модели автомобиля. Если таких данных нет, нужно опираться на допуски и спецификации антифриза. Рекомендации производителя указаны в руководстве по эксплуатации автомобиля.

Концентрированный антифриз всегда ярче, чем готовая смесь. В процессе использования охлаждающая жидкость «линяет» и ее цвет становится бледнее – это нормальное состояние, которое не является признаком брака.

Допуски и спецификации антифриза

Для антифризов существуют национальные стандарты, нормирующие основные показатели охлаждающих жидкостей: это внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозийное воздействие на металлы, вспениваемость и другие. Например, в Российской федерации существует ГОСТ 28084. К слову, он не описывает состав и концентрацию присадок, смешиваемость, или цвет жидкости – это решает производитель.

Среди признанных международных стандартов разных стран один из наиболее известных – ASTM. Американское общество по испытаниям материалов. Спецификации и методы испытаний, утвержденные ASTM, применяются во всем мире. Например, практически все современные автомобильные охлаждающие жидкости должны соответствовать ASTM D3306. Это стандартная спецификация на охлаждающие жидкости на основе этиленгликоля и пропиленгликоля (концентраты и предварительно разбавленные с водой 50/50) для двигателей автомобилей и легких грузовиков. ASTM D4985 -Стандартная спецификация на охлаждающие жидкости, которые содержат ограниченное число силикатов, предназначенные для тяжело нагруженных двигателей.

Абсолютное большинство автоконцернов указывают спецификации (требования) на жидкости и масла для автомобилей, включая и антифриз. Выглядит это так: BMW GS 94000; MAK A4.05.09.01; MWM 0199-99-2091 / 11; Cummins IS series u N14 / CES 14603 / 14439; Mercedes-Benz MB 325.3 / MB 325.5; Detroit DFS93K217; Deutz DQC CB-14, Audi / Seat / Skoda / Volkswagen/Porsche TL-774 D / TL-774 F. В спецификациях указаны требования, которым должен соответствовать антифриз, чтобы его можно было использовать для автомобилей этой марки. Чтобы автомобиль работал долго и исправно, то выбирать антифриз нужно в соответствии с рекомендациями производителя.

Долив охлаждающей жидкости

В расширительном бачке есть отметки уровня ОЖ с метками «MIN» и «MAX». При холодном двигателе в норме уровень жидкости будет находится между этими отметками. Количество ОЖ не должно быть выше отметки «MAX», так как при нагревании жидкость может сорвать крышку бачка и повредить клапан (в бачках проточного типа). Долить жидкость необходимо, если ее уровень находится на 1 и более см ниже отметки «MIN».


Нужно знать, какой именно антифриз доливать. Есть несколько вариантов развития ситуации. Если известно, какой антифриз залит в систему, нужно купить такой же и компенсировать недостающий объем.

Если сведений об антифризе нет и долить нужно всего 100-200 мл, можно использовать деминерализованную воду. Такое небольшое количество воды практически не меняет концентрацию смеси и не сказывается на температуре замерзания и свойствах антифриза.

Если долить требуется более 200 мл, то обязательно подобрать такой же антифриз с допуском от производителя: в традиционный антифриз только традиционный, в гибридный только гибридный, а в карбоксилатный только карбоксилатный. Смешивать разные типы между собой нельзя, как нельзя полагаться только на цвет охлаждающей жидкости. При этом сохраняется шанс, что жидкости одного типа, но от разных производителей при смешивании дадут появление осадка и засорят систему из-за несовместимости пакетов присадок.

Если неизвестно, какой антифриз уже залит в систему, когда есть протечка или требуется долить более 30% от общего объема ОЖ, нужно полностью заменить весь антифриз в системе. Для этого нужно слить старую ОЖ, промыть всю систему и залить новый, а в сервисной книжке ТС внести информацию о типе залитого антифриза.

Когда менять антифриз?

Присадки в составе охлаждающей жидкости имеют приоритетное значение. С течением времени они срабатываются и не могут больше обеспечить защиту узлов системы охлаждения: смесь этиленгликоля и воды запускает процесс коррозии. Частицы ржавчины могут повредить сальник и привести к разгерметизации подшипника помпы, заклиниванию термостата, разрушениям крыльчатки насоса, засорам радиатора и закупорке каналов системы охлаждения. Результатом станет дорогостоящи ремонт автомобиля.

Чтобы этого не допустить нужно вовремя менять отработавший антифриз. Срок его службы устанавливает сам производитель автомобиля с учетом типа ОЖ, особенностей автомобиля и результатов тестов антифриза. Разные марки могут устанавливать разное время использования для одного и того же антифриза. На упаковках производители антифризов также указывают срок эксплуатации антифриза, усредняя рекомендации автоконцернов по результатам проведенных тестов. Периодически нужно заглядывать в расширительный бачок и проверять вид антифриза: если он мутный, бурый или появился осадок, лучше заменить его сразу же.

Что использовать на замену?

Антифриз меняют после ремонта автомобиля или после того, как ОЖ отработала свой ресурс. Выбирать антифриз на замену отработавшему нужно из жидкостей, соответствующих рекомендациям автопроизводителя – это указано в руководстве по эксплуатации, другой технической документации на автомобиль или на сайте автоконцерна.

Помните, что одна спецификация может подходить сразу к нескольким маркам авто: например, спецификации VW TL 774 (G 11, G12+, G12++, G13) распространяются на Audi, Porsche, Seat и Skoda, а спецификация Hyundai MS 591-08 на Kia. Российские автоконцерны АВТОВАЗ, ГАЗ и КАМАЗ не делят антифризы на типы, а указывают все традиционные, гибридные и карбоксилатные антифризы.

Если выявить нужный тип антифриза так и не получилось, можно полностью промыть систему охлаждения и залить в нее карбоксилатный антифриз в качестве универсального.

Как промыть систему охлаждения?

Промывать систему охлаждения нужно обязательно, если в отработавшем антифризе были осадки, масло, частицы коррозии, гели и т.д. или вы переходите с одного типа антифриза на другой. Промывать систему не нужно только в том случае, если вы заливаете в систему точно такую же охлаждающую жидкость, которая использовалась ранее, и загрязнений в отработавшем антифризе нет.

Промывка очищает всю систему от осадков, загрязнений и остатков старой ОЖ. Остатки старого антифриза могут вступить в реакцию с новым, что может ослабить действие пакета присадок. Если промывка не проводилась, то все отложения смоются новым антифризом при его заливке в систему, однако все осадки тогда останутся в трубках и каналах радиатора, засоряя их.

Простой вариант промывки: в расширительный бачок залейте дистиллированную (деминерализованную), после чего запустите двигатель на холостых оборотах и дайте ему поработать 10-15 минут. Если же добавить в воду около 20% антифриза или 10% концентрата, очистка будет эффективнее: в процессе будет удален налет от старых присадок, а присадки из нового антифриза частично покроют металл, что увеличит срок службы охлаждающей жидкости.

Если слитая вода будет грязной, процедуру промывки стоит повторить. Не заливайте холодную жидкость при горячем двигателе: он может расколоться от теплового расширения, дайте двигателю остыть!

Выводы и итоги

От выбора антифриза зависит срок и качество работы двигателя. Чтобы двигатель прослужил как можно дольше, а дорогостоящего ремонта системы охлаждения можно было избежать, нужно придерживаться следующих правил:

  1. Полагайтесь на рекомендации производителя автомобиля по спецификациям и типу ОЖ, сроке ее замены

  2. Если вы не можете найти антифриз с допуском от своего автопроизводителя, используйте антифриз с допусками от других производителей

  3. Не мешайте между собой охлаждающие жидкости разных типов – это приведет к появлению осадков, которые забьют трубки системы охлаждения и нарушит теплообмен

  4. У хорошего производителя антифриза обязательно есть сайт, где указана информация о продукции и указаны все спецификации

  5. Если старый антифриз мутный или бурого цвета, а также если предстоит замена типа антифриза, обязательно промойте всю систему охлаждения

Будьте в курсе. Подписывайтесь на официальные каналы:

Файлы

Плотность воды

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о свойствах воды •

Плотность воды

Если вы еще учитесь в школе, вы, вероятно, слышали это утверждение на уроке естествознания: « Плотность — это масса на единицу объема вещества». На Земле вы можете считать, что масса такая же, как и вес, если это упрощает задачу.

Если вы еще не ходите в школу, вы, вероятно, забыли, что когда-либо слышали это. Определение плотности становится более понятным после небольшого пояснения.Пока объект состоит из молекул и, следовательно, имеет размер или массу, он имеет плотность. Плотность — это просто вес для выбранного количества (объема) материала. Обычной единицей измерения плотности воды является грамм на миллилитр (1 г / мл) или 1 грамм на кубический сантиметр (1 г / см 3 ).

На самом деле, точная плотность воды на самом деле не 1 г / мл, а немного меньше (очень, очень немного меньше), 0,9998395 г / мл при 4,0 ° Цельсия (39,2 ° Фаренгейта). Однако чаще всего вы увидите округленное значение 1 г / мл.

Плотность воды зависит от температуры

Расти со старшим братом было трудно, особенно когда к нему приходили друзья, потому что их любимым занятием было придумывать способы разозлить меня. Однако однажды мне удалось использовать плотность воды, чтобы хотя бы подшутить над ними. В один жаркий летний день они поднялись на огромный холм рядом с нашим домом, чтобы выкопать яму, чтобы спрятать свою коллекцию крышек от бутылок. Они захотели пить и заставили меня вернуться домой и принести им галлон воды.Этот галлон водопроводной воды при температуре 70 ° F весил 8,329 фунта, что было очень много для ребенка весом 70 фунтов, чтобы подняться на огромный холм.

Итак, когда они потребовали еще галлон воды, я заглянул в «Интернет» того дня — энциклопедию — и обнаружил, что галлон воды при температуре кипения весил всего 7,996 фунтов! Я побежал вверх по холму, неся свой галлон воды, который весил на 0,333 фунта меньше; и побежали вниз еще быстрее, их сердитые голоса стихли позади меня.

Температура
(° F / ° C)
Плотность
(грамм / см 3
Вес
(фунты / футы 3
32 ° F / 0 ° C 0.99987 62,416
39,2 ° F / 4,0 ° C 1,00000 62,424
4,4 ° C / 40 ° F 0,99999 62,423
10 ° C / 50 ° F 0,99975 62,408
60 ° F / 15,6 ° C 0,99907 62,366
70 ° F / 21 ° C 0,99802 62,300
80 ° F / 26,7 ° C 0,99669 62.217
90 ° F / 32,2 ° C 0,99510 62.118
100 ° F / 37,8 ° C 0,99318 61,998
120 ° F / 48,9 ° C 0,98870 61,719
140 ° F / 60 ° C 0,98338 61,386
71,1 ° C / 160 ° F 0,97729 61.006
82,2 ° C / 180 ° F 0,97056 60.586
200 ° F / 93,3 ° C 0,96333 60,135
212 ° F / 100 ° C 0,95865 59,843

Источник: Министерство внутренних дел США, Бюро мелиорации, 1977, Руководство по грунтовым водам , из
Водная энциклопедия, третье издание, гидрологические данные и ресурсы Интернета, под редакцией Педро Фиерро-младшего
и Эвана К. Найлер, 2007

Лед менее плотный, чем вода

Если вы посмотрите на это изображение, то увидите, что часть айсберга находится ниже уровня воды.Это не удивительно, но на самом деле почти весь объем айсберга находится ниже ватерлинии, а не над ней. Это связано с тем, что плотность льда меньше плотности жидкой воды. При замерзании плотность льда уменьшается примерно на 9 процентов.

Большая часть айсберга находится под поверхностью воды.

Лучший способ представить себе, как вода может иметь разную плотность, — это посмотреть на замерзшую форму воды. Лед на самом деле имеет совершенно другую структуру, чем жидкая вода, в том смысле, что молекулы выстраиваются в регулярную решетку, а не более хаотично, как в жидкой форме.Бывает, что структура решетки позволяет молекулам воды распространяться больше, чем в жидкости, и, таким образом, лед менее плотен, чем вода. Опять же, к счастью для нас, поскольку мы не услышим этого восхитительного звонка кубиков льда о стенку стакана, если бы лед в нашем холодном чае опустился на дно. Плотность льда составляет около 90 процентов от плотности воды, но она может варьироваться, потому что лед также может содержать воздух. Это означает, что около 10 процентов кубика льда (или айсберга) будет выше ватерлинии.

Это свойство воды имеет решающее значение для всего живого на Земле.Поскольку вода с температурой около 4 ° C (39 ° F) более плотная, чем вода с температурой 32 ° F (0 ° C), в озерах и других водоемах более плотная вода опускается ниже менее плотной воды. Если бы вода была наиболее плотной в точке замерзания, то зимой очень холодная вода на поверхности озер тонула, озеро могло бы замерзнуть снизу вверх. И, учитывая, что вода является таким хорошим изолятором (из-за ее теплоемкости ), некоторые замерзшие озера летом могут не полностью оттаивать.

Реальное объяснение плотности воды на самом деле более сложно, поскольку плотность воды также зависит от количества растворенного в ней вещества.Вода в природе содержит минералы, газы, соли и даже пестициды и бактерии, некоторые из которых растворены. Чем больше материала растворяется в галлоне воды, тем больше этот галлон будет весить больше и быть более плотным — океанская вода плотнее чистой воды.

Тяжелые кубики льда опускаются на дно стакана с водой, а обычные кубики плавают.

Кредит: Майк Уокер

Мы сказали, что лед плавает по воде, но как насчет «тяжелого льда»?

Мы уже говорили, что лед плавает по воде, потому что он менее плотный, но лед особого вида может быть плотнее, чем обычная вода.«Тяжелый лед» на 10,6% плотнее обычной воды, потому что он состоит из «тяжелой воды». Тяжелая вода, D 2 O вместо H 2 O, представляет собой воду, в которой оба атома водорода заменены дейтерием, изотопом водорода, содержащим один протон и один нейтрон. Тяжелая вода действительно тяжелее обычной воды (которая в природе содержит небольшое количество молекул тяжелой воды), а тяжелый лед тонет в обычной воде.

Измерение плотности

Ареометр используется для измерения плотности жидкости.

Прибор для измерения плотности жидкости называется ареометром. Это один из простейших измерительных приборов для научных исследований, и вы даже можете сделать его самостоятельно из пластиковой соломки (см. Ссылки ниже). Однако чаще он сделан из стекла и очень похож на градусник. Он состоит из цилиндрического стержня и утяжеленной луковицы внизу, что позволяет ему парить в вертикальном положении. Ареометр осторожно опускают в измеряемую жидкость до тех пор, пока ареометр не будет свободно плавать. На устройстве есть вытравленные или отмеченные линии, чтобы пользователь мог видеть, насколько высоко или низко плывет ареометр.В менее плотных жидкостях ареометр будет плавать ниже, в то время как в более плотных жидкостях он будет плавать выше. Поскольку вода является «эталоном», по которому измеряются другие жидкости, отметка для воды, вероятно, обозначена как «1.000»; следовательно, удельный вес воды при температуре около 4 ° C составляет 1.000.

У гидрометров

есть много применений, не в последнюю очередь для измерения солености воды на уроках естествознания в школах. Они также используются в молочной промышленности для оценки жирности молока, поскольку молоко с более высоким содержанием жира будет менее плотным, чем молоко с низким содержанием жира.Ареометры часто используются людьми, которые делают пиво и вино в домашних условиях, так как они показывают, сколько сахара в жидкости, и позволяют пивовару узнать, как далеко продвинулся процесс брожения.

Сделайте свой ареометр:

Как вы думаете, вы много знаете о свойствах воды?
Пройдите нашу интерактивную викторину «Истина / ложь» и проверьте свои знания о воде.

Плотность — Раковина и поплавок для жидкостей | Глава 3: Плотность

Ключевые понятия

  • Поскольку плотность является характеристическим свойством вещества, каждая жидкость имеет свою характеристическую плотность.
  • Плотность жидкости определяет, будет ли она плавать или тонуть в другой жидкости.
  • Жидкость будет плавать, если она менее плотная, чем жидкость, в которую она помещена.
  • Жидкость тонет, если она более плотная, чем жидкость, в которую она помещена.

Сводка

Учащиеся увидят три бытовых жидкости, сложенные друг на друга, и сделают вывод, что их плотность должна быть разной. Они предсказывают относительную плотность жидкостей, а затем измеряют их объем и массу, чтобы увидеть, совпадают ли их расчеты с их наблюдениями и прогнозами.

Цель

Учащиеся смогут определить, будет ли жидкость тонуть или плавать в воде, сравнив ее плотность с плотностью воды.

Оценка

Загрузите лист активности учащегося и раздайте по одному каждому учащемуся, если это указано в упражнении. Лист упражнений будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подогнанные очки. При использовании изопропилового спирта прочтите и соблюдайте все предупреждения на этикетке.Изопропиловый спирт легко воспламеняется. Держите его подальше от источников огня или искр.

материалов для каждой группы

  • Остаток
  • Изопропиловый спирт, 70% или выше
  • Вода
  • Цилиндр градуированный
  • 2 одинаковых высоких прозрачных пластиковых стакана
  • 2 чайные свечи

Материалы для демонстрации

  • Остаток
  • Изопропиловый спирт, 70% или выше
  • Вода
  • Цилиндр градуированный
  • 2 одинаковых высоких прозрачных пластиковых стакана
  • 2 чайные свечи

Записки о материалах

Изопропиловый спирт

Демонстрации и упражнения лучше всего работают с 91% раствором изопропилового спирта, который доступен во многих продуктовых магазинах и аптеках.Если вы не можете найти 91% раствор, подойдет 70%, но ваша свеча может в нем не утонуть. Если это произойдет, не проводите эту демонстрацию. Хотя раствор изопропилового спирта состоит из 91% спирта и 9% воды, вы можете не обращать внимания на небольшое количество воды для целей этого урока.

Весы

Простые весы — это все, что требуется для второй демонстрации. Один из самых дешевых — это весы для начальной школы Delta Education (21 дюйм), продукт № WW020-0452 (21 дюйм). Учащиеся могут использовать меньшую версию тех же весов, Delta Education, Primary Balance (12 дюймов), продукт № WW020-0452.

Плотность воды | Глава 3: Плотность

Тебе это нравится? Не это нравится? Пожалуйста, уделите время и поделитесь с нами своим мнением. Спасибо!

Урок 3.3

Ключевые понятия

  • Жидкости, как и твердые тела, обладают собственной характеристической плотностью.
  • Объем жидкости можно измерить непосредственно с помощью градуированного цилиндра.
  • Молекулы разных жидкостей имеют разный размер и массу.
  • Масса и размер молекул в жидкости, а также то, насколько плотно они упакованы вместе, определяют плотность жидкости.
  • Так же, как и твердое тело, плотность жидкости равна массе жидкости, деленной на ее объем; D = м / об.
  • Плотность воды 1 грамм на кубический сантиметр.
  • Плотность вещества одинакова независимо от размера образца.

Сводка

Учащиеся измеряют объем и массу воды, чтобы определить ее плотность. Затем они измеряют массу разных объемов воды и обнаруживают, что плотность всегда одинакова. Учащиеся составляют график зависимости между объемом и массой воды.

Цель

Студенты смогут измерять объем и массу воды и рассчитывать ее плотность. Студенты смогут объяснить, что, поскольку любой объем воды всегда имеет одинаковую плотность при данной температуре, эта плотность является характерным свойством воды.

Оценка

Загрузите лист активности учащегося и раздайте по одному каждому учащемуся, если это указано в упражнении. Лист упражнений будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подогнанные очки.

материалов для каждой группы

  • Градуированный цилиндр, 100 мл
  • Вода
  • Весы с граммом (с точностью до 100 г)
  • Капельница

Материалы для демонстрации

  • Вода
  • Два одинаковых ведра или большие емкости
  1. Проведите демонстрацию, чтобы представить идею о плотности воды.

    Материалы

    • Вода
    • Два одинаковых ведра или большие емкости

    Подготовка учителей

    Наполните одно ведро наполовину и добавьте примерно 1 стакан воды в другое.

    Процедура

    • Выберите ученика, который поднимет оба ведра с водой.
    • Спросите студента-добровольца, какое ведро имеет большую массу.

    Ожидаемые результаты

    Ведро с большим количеством воды имеет большую массу.

    Спросите студентов:

    В уроках 3.1 — Что такое плотность? и 3.2 — Метод вытеснения воды, плотность твердых тел определяется путем измерения их массы и объема. Как вы думаете, жидкость, такая как вода, может иметь плотность?
    Студенты должны понимать, что вода имеет объем и массу. Поскольку D = m / v, вода также должна иметь плотность.
    Как вы думаете, можно определить плотность жидкости, такой как вода?
    Ожидается, что на данный момент студенты не смогут полностью ответить на этот вопрос.Это сделано как начало расследования. Но студенты могут понять, что сначала им нужно каким-то образом определить массу и объем воды.
    Может ли и небольшое, и большое количество воды, которое поднял ваш одноклассник, иметь одинаковую плотность?
    Студенты могут указать, что ведро с большим количеством воды имеет большую массу, но больший объем. Ковш с меньшей массой имеет меньший объем. Таким образом, возможно, что разное количество воды может иметь одинаковую плотность.

    Раздайте каждому учащемуся лист с упражнениями.

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  2. Обсудите со студентами, как найти объем и массу воды.

    Скажите студентам, что они попытаются найти плотность воды.

    Спросите студентов:

    Какие две вещи вам нужно знать, чтобы определить плотность воды?
    Учащиеся должны понимать, что им нужен как объем, так и масса пробы воды, чтобы определить ее плотность.
    Как можно измерить объем воды?
    Предложите учащимся использовать мерный цилиндр для измерения объема в миллилитрах.Напомните учащимся, что каждый миллилитр равен 1 см 3 .
    Как можно измерить массу воды?
    Предложите учащимся использовать весы для измерения массы в граммах. Скажите студентам, что они могут набрать массу, взвесив воду. Однако, поскольку вода — это жидкость, она должна быть в каком-то контейнере. Таким образом, чтобы взвесить воду, они должны взвесить и контейнер. Объясните учащимся, что им придется вычесть массу пустого градуированного цилиндра из массы цилиндра и воды, чтобы получить массу только воды.
  3. Попросите учащихся найти массу различных объемов воды, чтобы показать, что плотность воды не зависит от размера образца.

    Вопрос для расследования

    Имеет ли разное количество воды одинаковую плотность?

    Материалы для каждой группы

    • Градуированный цилиндр, 100 мл
    • Вода
    • Весы с граммом (с точностью до 100 г)
    • Капельница

    Процедура

    1. Найдите массу пустого градуированного цилиндра.Запишите массу в граммах в таблице на листе активности.
    2. Налейте 100 мл воды в мерный цилиндр. Постарайтесь быть максимально точными, убедившись, что мениск находится прямо на отметке 100 мл. Используйте пипетку, чтобы добавить или удалить небольшое количество воды.

    3. Взвесьте мерный цилиндр с водой. Запишите массу в граммах.
    4. Найдите массу только воды, вычтя массу пустого градуированного цилиндра.Запишите в таблицу массу 100 мл воды.
    5. Используйте массу и объем воды для вычисления плотности. Запишите плотность в г / см 3 в таблицу.
    6. Слейте воду, пока в мерном цилиндре не будет 50 мл воды. Если вы случайно вылили слишком много, добавляйте воды, пока не достигнете максимально 50 мл.
    7. Найдите массу 50 мл воды. Запишите массу в листе деятельности. Рассчитайте и запишите плотность.

    8. Затем слейте воду, пока в мерном цилиндре не будет 25 мл воды. Найдите массу 25 мл воды и запишите ее в таблицу. Рассчитайте и запишите плотность.
    Таблица 1. Определение плотности различных объемов воды.
    Объем воды 100 миллилитров 50 миллилитров 25 миллилитров
    Масса мерного цилиндра + вода (г)
    Масса пустого градуированного цилиндра (г)
    Масса воды (г)
    Плотность воды (г / см 3 )

    Ожидаемые результаты

    Плотность воды должна быть близка к 1 г / см 3 .Это верно для 100, 50 или 25 мл.

    Спросите студентов:

    Посмотрите на свои значения плотности на диаграмме. Кажется ли, что плотность разных объемов воды примерно одинакова?
    Помогите учащимся увидеть, что большинство различных значений плотности составляют около 1 г / см. 3 . Они могут задаться вопросом, почему их значения не равны 1 г / см 3 . Одной из причин могут быть неточности в измерениях. Другая причина в том, что плотность воды меняется в зависимости от температуры.Вода наиболее плотная при 4 ° C и при этой температуре имеет плотность 1 г / см. 3 . При комнатной температуре около 20–25 ° C плотность составляет около 0,99 г / см 3 .
    Какова плотность воды в г / см3?
    Ответы учащихся могут быть разными, но в большинстве случаев их значения должны составлять около 1 г / см. 3 .
  4. Попросите учащихся построить график своих результатов.

    Помогите учащимся составить график данных из их листа деятельности.Ось X должна быть объемом, а ось Y — массой.

    Когда ученики наносят на график свои данные, должна быть прямая линия, показывающая, что по мере увеличения объема масса увеличивается на ту же величину.

  5. Обсудите наблюдения, данные и графики учащихся.

    Спросите студентов:

    Используйте свой график, чтобы найти массу 40 мл воды. Какова плотность этого объема воды?
    Масса 40 мл воды 40 грамм.Поскольку D = m / v и mL = cm 3 , плотность воды составляет 1 г / см 3 .
    Выберите объем от 1 до 100 мл. Используйте свой график, чтобы найти массу. Какова плотность этого объема воды?
    Вне зависимости от того, весят ли учащиеся 100, 50, 25 мл или любое другое количество, плотность воды всегда будет 1 г / см. 3 .

    Скажите студентам, что плотность — это характерное свойство вещества. Это означает, что плотность вещества одинакова независимо от размера образца.

    Спросите студентов:

    Является ли плотность характерным свойством воды? Откуда вы знаете?
    Плотность — это характерное свойство воды, потому что плотность любого образца воды (при той же температуре) всегда одинакова. Плотность 1 г / см 3 .
  6. Объясните, почему плотность воды любого размера всегда одинакова.

    Спроецировать изображение Плотность воды.

    Все молекулы воды имеют одинаковую массу и размер. Молекулы воды также расположены довольно близко друг к другу. Они упакованы одинаково во всей пробе воды. Итак, если объем воды имеет определенную массу, удвоенный объем будет иметь удвоенную массу, трехкратный объем будет иметь трехкратную массу и т. Д. Независимо от того, какой размер пробы воды вы измеряете, соотношение между массой и объемом всегда будет таким же. Поскольку D = m / v, плотность одинакова для любого количества воды.

    Спроектируйте анимацию «Жидкая вода».

    Молекулы воды всегда в движении. Но в среднем они все упакованы одинаково. Следовательно, соотношение между массой и объемом одинаково, а плотность одинакова. Это верно независимо от размера выборки или от того, откуда вы ее выбираете.

  7. Попросите учащихся подумать, совпадает ли плотность большого куска твердого вещества с плотностью меньшего куска.

    Дайте учащимся время для расчета плотности каждого из трех образцов, нарисованных на их листе с заданиями, и ответьте на соответствующие вопросы.

    Спросите студентов:

    Плотность жидкости одинакова независимо от размера образца. Может ли это быть верно и для твердых тел? Чтобы выяснить это, вычислите плотность каждого из трех образцов.
    Да. Плотность твердого вещества одинакова независимо от размера образца.
    Образец А имеет массу 200 г. Какова плотность образца А?
    • D = м / об
    • D = 200 г / 100 см 3
    • D = 2 г / см 3
    Если разрезать образец A пополам и посмотреть только на одну половину, получится образец B. Какова плотность образца B?
    Если учащиеся не знают, какова масса, скажите им, что это половина массы образца А.Поскольку образец A был 200 г, образец B составляет половину объема и, следовательно, половину массы (100 г).
    • D = м / об
    • D = 100 г / 50 см 3
    • D = 2 г / см 3
    Если разрезать образец B пополам, вы получите образец C. Какова плотность образца C?
    • D = м / об
    • D = 50 г / 25 см 3
    • D = 2 г / см 3

Плотность жидкостей — Американское химическое общество

Объектив

Студенты смогут объяснить, что плотность жидкости зависит от ее веса для данного размера образца.Студенты также смогут объяснить, что если жидкость более плотная, чем вода, она будет тонуть при добавлении в воду, а если она менее плотная, чем вода, она будет плавать.

Ключевые понятия
  • Жидкость, как и твердое тело, имеет свою характерную плотность.
  • Плотность жидкости — это показатель ее веса для измеряемого количества. Если вы взвесите равные количества или объемы двух разных жидкостей, жидкость, которая весит больше, будет более плотной.
  • Если жидкость менее плотная, чем вода, осторожно добавить на поверхность воды, она будет плавать по воде. Если на поверхность воды добавить более плотную, чем вода, жидкость, она утонет.

Примечание: Мы намеренно используем термины «размер» и «количество» вместо «объем» в этом уроке о плотности. Мы также используем «тяжелый», «легкий» и «весовой» вместо «масса». Если ваши ученики уже узнали значения объема и массы, вы можете легко использовать эти термины для определения плотности (плотность = масса / объем), а затем использовать эти термины в этом уроке.

Выравнивание по NGSS
  • NGSS 5-PS1-3: Выполняйте наблюдения и измерения для идентификации материалов на основе их свойств.

Резюме

На предыдущем уроке ученики узнали, что плотность связана с тем, насколько тяжелый объект или вещество относительно его размера, и что плотность определяет, тонет объект или плавает. Студенты также заметили, что вы можете сравнить плотность вещества с плотностью воды, сравнивая веса равных количеств вещества и воды с помощью весов.

В этом уроке:

  • В качестве демонстрации учитель сравнивает вес равного количества или объема воды и кукурузного сиропа, чтобы ученики могли заметить, что кукурузный сироп более плотный, чем вода, и тонет.
  • Учащиеся сравнят вес равного количества или объема воды и растительного масла и увидят, что растительное масло менее плотное, чем вода, и плавает.
  • Студенты добавляют кукурузный сироп к слоям масла и воды и видят, как кукурузный сироп опускается под масло и воду.

Оценка

Загрузите лист активности учащегося (PDF) и раздайте по одному каждому учащемуся, если это указано в упражнении. Лист упражнений будет служить компонентом оценки плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подогнанные защитные очки. Изопропиловый «медицинский» спирт — легковоспламеняющаяся жидкость. Беречь от источников тепла, искр, открытого огня и горячих поверхностей. Изопропиловый спирт также раздражает глаза и кожу и может вызвать сонливость или головокружение при вдыхании.Работайте с изопропиловым спиртом в хорошо проветриваемом помещении. Прочтите и соблюдайте все предупреждения на этикетке.

Очистка и утилизация

Напомните учащимся мыть руки после выполнения задания. Все обычные предметы домашнего обихода или классной комнаты можно сохранить или утилизировать обычным образом.

Материалы
  • Вода
  • 2 прозрачных пластиковых стакана
  • Кукурузный сироп (сироп Каро), 1 стакан
  • Пищевой краситель
  • Палочка для мороженого или пластиковая ложка
  • Масло растительное
  • Изопропиловый «медицинский» спирт (70%)
  • Кубики льда
  • Баланс

Подготовка учителей

Налейте 50 мл кукурузного сиропа, 50 мл воды и 50 мл растительного масла в три пластиковых стаканчика для каждой группы.

Примечание: Кукурузный сироп и растительное масло трудно очистить от градуированных цилиндров. Чтобы избежать этого беспорядка, отмерьте и налейте по 50 мл воды в каждый из трех пластиковых стаканчиков. Затем отметьте внешнюю сторону каждой чашки, чтобы указать уровень жидкости в каждой чашке. Вылейте воду из двух чашек и вытрите изнутри бумажным полотенцем. Затем используйте эти чашки для измерения количества кукурузного сиропа и растительного масла для каждой группы. Добавьте в кукурузный сироп 1 каплю пищевого красителя.

Каждой группе потребуется 50 мл кукурузного сиропа, 50 мл воды и 50 мл растительного масла в отдельных чашках.

Для демонстрации вам потребуется 50 мл воды и 50 мл кукурузного сиропа (окрашенного 1 каплей пищевого красителя) в отдельных чашках.

Объем и плотность | Введение в химию

Цель обучения
  • Опишите взаимосвязь между плотностью и объемом

Ключевые моменты
    • Объем вещества зависит от количества вещества, присутствующего при определенной температуре и давлении.
    • Объем вещества можно измерить в мерной посуде, такой как мерная колба и мерный цилиндр.
    • Плотность указывает, сколько вещества занимает определенный объем при определенной температуре и давлении. Плотность вещества может использоваться для определения вещества.
    • Вода необычна, потому что когда вода замерзает, ее твердая форма (лед) менее плотная, чем жидкая вода, и поэтому плавает поверх жидкой воды.

Условия
  • плотность Мера количества вещества, содержащегося в данном объеме.
  • объем: Единица трехмерной меры пространства, которая включает длину, ширину и высоту. Он измеряется в кубических сантиметрах в метрических единицах.

Объем и плотность

Свойства материала можно описать разными способами. Любое количество любого вещества будет иметь объем. Если у вас есть две емкости с водой разного размера, каждая из них вмещает разное количество или объем воды. Единица измерения объема — это единица, производная от единицы длины в системе СИ, и не является основным измерением в системе СИ.

Если две пробы воды имеют разные объемы, они все равно имеют общее измерение: плотность. Плотность — это еще одно измерение, производное от основных единиц СИ. Плотность материала определяется как его масса на единицу объема. В этом примере каждый объем воды отличается и, следовательно, имеет определенную и уникальную массу. Масса воды выражается в граммах (г) или килограммах (кг), а объем измеряется в литрах (л), кубических сантиметрах (см 3 ) или миллилитрах (мл). Плотность рассчитывается путем деления массы на объем, поэтому плотность измеряется в единицах массы / объема, часто г / мл.Если обе пробы воды имеют одинаковую температуру, их плотности должны быть одинаковыми, независимо от объема пробы.

Измерительные инструменты

Мерная чашка Мерная чашка — это обычная домашняя утварь, используемая для измерения объемов жидкостей.

Если вы когда-либо готовили на кухне, вы, вероятно, видели какую-то мерную чашку, которая позволяет пользователю измерять объемы жидкости с разумной точностью. Мерная чашка показывает объем жидкости в стандартных единицах СИ — литрах и миллилитрах.Большинство американских мерных стаканчиков также измеряют жидкость в старой системе стаканов и унций.

Объемная посуда

Ученые, работающие в лаборатории, должны быть знакомы с типичной лабораторной посудой, которую часто называют мерной посудой. Это могут быть химические стаканы, мерная колба, колба Эрленмейера и градуированный цилиндр. Каждый из этих контейнеров используется в лабораторных условиях для измерения объемов жидкости в различных целях.

Лабораторная мерная посуда Стеклянная посуда, такая как эти мензурки, обычно используется в лабораторных условиях для удобного измерения и разделения различных объемов жидкостей.

Плотность воды

Различные вещества имеют разную плотность, поэтому плотность часто используется как метод идентификации материала. Сравнение плотностей двух материалов также может предсказать, как вещества будут взаимодействовать. Вода используется в качестве общего стандарта для веществ, и ее плотность составляет 1000 кг / м. 3 при стандартных температуре и давлении (называемых STP).

Использование воды в качестве сравнения плотности

Когда объект помещается в воду, его относительная плотность определяет, плавает он или тонет.Если объект имеет меньшую плотность, чем вода, он всплывет на поверхность воды. Объект с большей плотностью утонет. Например, пробка имеет плотность 240 кг / м 3 , поэтому она будет плавать. Плотность воздуха составляет примерно 1,2 кг / м. 3 , поэтому он сразу поднимается к вершине водяного столба. Металлы натрий (970 кг / м 3 ) и калий (860 кг / м 3 ) будут плавать на воде, а свинец (11340 кг / м 3 ) тонуть.

Плотность: история Архимеда и золотой короны Корона сделана из чистого золота? Древнегреческий король должен знать, обманул ли его ювелир.Он вызывает Архимеда, который решает использовать плотность для определения металла. Но как он может определить объем короны?

Жидкости имеют тенденцию образовывать слои при добавлении в воду. Глицерин сахарного спирта (1261 кг / м 3 ) погрузится в воду и образует отдельный слой, пока он не будет тщательно перемешан (глицерин растворим в воде). Растительное масло (прибл. 900 кг / м 3 ) будет плавать на воде и, независимо от того, насколько сильно перемешано, всегда будет возвращаться в виде слоя на поверхность воды (масло не растворяется в воде).

Переменная плотность воды

Вода — сложная и уникальная молекула. Даже при постоянном давлении плотность воды будет меняться в зависимости от температуры. Напомним, что тремя основными формами материи являются твердое тело, жидкость и газ (пока не учитывайте плазму). Как показывает практика, почти все материалы в твердой или кристаллической форме более плотны, чем в жидкой форме; поместите твердую форму практически любого материала на поверхность его жидкой формы, и она утонет.С другой стороны, вода делает нечто особенное: лед (твердая форма воды) плавает на жидкой воде.

Внимательно посмотрите на соотношение между температурой воды и ее плотностью. Начиная с 100 ° C, плотность воды неуклонно увеличивается до 4 ° C. В этот момент тенденция плотности меняется на противоположную. При 0 ° C вода замерзает до льда и плавает.

Плотность воды при постоянном давлении В этой таблице перечислены плотности воды при различных температурах и постоянном давлении.

Последствия этого простого факта огромны: когда озеро замерзает, ледяная корка на поверхности изолирует жидкость внизу от замерзания, в то же время позволяя более холодной воде (с температурой около 4 ° C и высокой плотность) опуститься на дно. Если бы лед не плавал, он бы опускался на дно, позволяя образовываться и тонуть большему количеству льда, пока озеро не замерзло! Аквалангисты и пловцы часто сталкиваются с этими градиентами температуры воды, и они могут даже столкнуться со слоем воды на самом дне озера с температурой примерно 4 ° C.Это примерно так же холодно, как и на дне озера; как только вода становится холоднее, жидкая вода становится менее плотной и поднимается вверх.

Слои воды в зимнем озере В зимние месяцы с сезонным климатом самая теплая вода в большинстве озер и рек составляет всего 4 ° C. Эта вода с температурой 4 ° C имеет самую высокую плотность и опускается на дно озера. По мере того, как вода становится холоднее (<4 ° C), она становится менее плотной и поднимается, образуя лед на поверхности озера. В результате в зимние месяцы в озерах и реках всегда присутствует жидкая вода.Это уникальное свойство воды позволяет животным и растениям выживать под замерзшим озером или зимой, гарантируя, что всю пресноводную жизнь не вымирают каждую зиму. Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Плотность, температура и соленость | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Плотность

Плотность — это мера того, сколько массы находится в данном объеме или количестве пространства.Плотность любого вещества рассчитывается путем деления массы вещества на его объем.


На рис. 2.2 объем представлен прямоугольниками, а отдельные частицы материи представлены цветными формами.

  • В коробке А пять сфер.
  • Коробка B такого же размера и того же объема, что и коробка A, но коробка B имеет 10 сфер.
  • Коробка C имеет ту же массу, что и коробка A, с пятью сферами, но коробка C имеет больший объем, чем коробки A и B.
  • Ящик D имеет тот же объем и количество зеленых сфер, что и часть А, но также включает другие типы материи, чем остальные ящики — красные круги и синие кубы.

Если количество вещества увеличивается без изменения объема, то плотность увеличивается (Рис. 2.2 A до 2.2 B). Если объем увеличивается без увеличения массы, то плотность уменьшается (рис. 2.2 A до 2.2 C). Добавление дополнительного вещества в тот же объем также увеличивает плотность, даже если добавляемое вещество представляет собой другой тип вещества (рис.От 2,2 A до 2,2 D).

Соленость влияет на плотность

Когда соль растворяется в пресной воде, плотность воды увеличивается, потому что увеличивается масса воды. Это представлено добавлением красных сфер и синих кубов в рамку с рис. 2.2 A по рис. 2.2 D. Соленость описывает, сколько соли растворено в пробе воды. Чем больше соли растворено в воде, тем выше ее соленость. При сравнении двух образцов воды одинакового объема образец воды с более высокой соленостью будет иметь большую массу и, следовательно, будет более плотным.

Температура влияет на плотность

На плотность воды также влияет температура. Когда одно и то же количество воды нагревается или охлаждается, ее плотность меняется. Когда вода нагревается, она расширяется, увеличиваясь в объеме. Это представлено увеличением размера коробки с рис. 2.2 A до 2.2 C. Чем теплее вода, тем больше места она занимает и тем ниже ее плотность. При сравнении двух образцов воды с одинаковой соленостью или массой образец воды с более высокой температурой будет иметь больший объем и, следовательно, будет менее плотным.

Относительная плотность

На рис. 2.3 стакан с жидкостью моделирует водоем, такой как океан или озеро. Мешочек с жидкостью имитирует слой воды. Относительную плотность жидкости в мешке по сравнению с жидкостью в химическом стакане можно определить, наблюдая за тем, опускается мешок или плавает.

  • На рис. 2.3 A мешок поднялся до верха стакана и теперь плавает на поверхности. Желтая жидкость и пакет менее плотные, чем жидкость в химическом стакане.
  • На рис. 2.3 B мешок плавает в середине воды (подповерхностное плавание). Оранжевая жидкость и пакет имеют такую ​​же плотность, что и жидкость в химическом стакане.
  • На рис. 2.3 C мешок опустился на дно стакана. Зеленая жидкость и пакет более плотные, чем жидкость в химическом стакане.


Деятельность

Испытание влияния солености и температуры на плавание и опускание жидких образцов в мешках.

Слои воды

Если водные массы имеют разность солености или температуры, они образуют слои воды, поскольку имеют разную плотность.При плавании иногда можно почувствовать слои воды. Например, в жаркие дни солнечное тепло может сделать воду на поверхности заметно теплее, чем более глубокая и прохладная вода. Относительная плотность одной водной массы по отношению к другой определяет, плавает или опускается слой воды.

Плотность и плавучесть

Плотность можно определить путем измерения массы и объема объекта. В Деятельности мешков с плотностью плотность не рассчитывалась. Вместо этого относительная плотность определялась путем наблюдения за тем, плавал ли мешок с одной жидкостью или тонул в другой жидкости.Мешок с затонувшей жидкостью оказался более плотным, чем жидкость в химическом стакане. Мешок с плавающей жидкостью оказался менее плотным, чем жидкость в химическом стакане.

Движение любого объекта происходит за счет сил , которые являются толкающими или притягивающими. Вертикальное движение водных масс в океане вверх и вниз можно объяснить двумя силами. Гравитационная сила Земли (G) тянет вниз и пропорциональна массе объекта.На рис. 2.5 сила тяжести (G) пропорциональна массе красного блока. Сила тяжести на объекте называется массой . Сила, вызванная гравитацией, больше для объектов, которые более массивны или весят больше. Выталкивающая сила (B) воды толкает вверх. В третьем веке до нашей эры греческий философ Архимед первым описал плавучесть. Он заметил, что объем воды, выталкиваемой из ванны или вытесняемой объектом, равен объему самого объекта.Подъемная сила воды равна весу вытесняемой воды. Эта концепция, известная как Принцип Архимеда , объясняет, почему объекты тонут или плавают. На рис. 2.5 выталкивающая сила (B) равна весу воды, вытесняемой красным блоком.

Объект ускоряется на , когда силы, действующие на этот объект, не равны. Хотя ускорение обычно используется для описания объекта, который ускоряется, научное определение ускорения означает изменение скорости.Ускоряющийся объект может ускоряться или замедляться. Объект всегда будет двигаться в направлении большей силы. Объект может ускоряться вниз (тонуть) или вверх (подниматься) в водоеме.

  • Опускание — это вертикальное движение вниз, которое происходит, когда гравитационная сила (G) на объекте больше, чем поддерживающая его выталкивающая сила (B) (G> B).
  • Восход — это вертикальное движение вверх, которое происходит, когда гравитационная сила меньше выталкивающей силы (G

Если все силы на объекте уравновешены, ускорение отсутствует. В этом случае объект может не двигаться — как книга, лежащая на плоском столе, — или объект может двигаться с постоянной скоростью — как автомобиль, движущийся со стабильной скоростью 80 километров в час. В воде объект может оставаться неподвижным либо на поверхности, либо в толще воды.

  • Поверхность плавающая возникает, когда объект остается на поверхности, потому что силы уравновешены на поверхности (G = B).
  • Под поверхностью Плавающий , или нейтральная плавучесть, возникает, когда объект сохраняет свое положение в середине воды, не опускаясь и не поднимаясь (G = B).

Три кубика одинакового размера, но разной массы и, следовательно, разной плотности помещают в три стакана с водой (рис. 2.6). Поскольку кубики одинаковы по объему, они вытесняют одинаковое количество воды. Согласно принципу Архимеда подъемная сила (B), действующая на каждый куб, одинакова.Подъемная сила представлена ​​на рис. 2.6 стрелками, направленными вверх, что указывает на то, что вода подталкивает кубики вверх. Эти стрелки имеют одинаковую длину для каждого из кубов, что указывает на то, что сила выталкивающей силы, действующей на каждый куб, одинакова.

Поскольку массы кубиков не равны, гравитационная сила (G), действующая на каждый куб, разная. Гравитационная сила представлена ​​на рис. 2.6 в виде направленных вниз стрелок, указывающих на то, что сила тяжести притягивает кубики вниз.Эти стрелки имеют разную длину для каждого куба, что указывает на то, что величина гравитационной силы различна для каждого куба. Стрелка, направленная вниз на рис. 2.6 A, является самой короткой, что указывает на то, что желтый куб имеет наименьшую массу и наименьшую плотность. Стрелка, направленная вниз, является самой длинной на рис. 2.6C, что указывает на то, что зеленый куб имеет наибольшую массу и является наиболее плотным.

Плотность куба относительно плотности воды определяет, будет ли куб плавать, тонуть или будет плавучим:

  • Если плотность куба меньше плотности воды, сила тяжести будет меньше выталкивающей силы (G
  • Если плотность куба равна плотности воды, куб будет плавать в середине столба воды, потому что сила тяжести и выталкивающая сила уравновешены (G = B). Этот куб имеет нейтральную плавучесть (рис. 2.6 B).
  • Если плотность куба больше плотности воды, куб утонет, потому что сила тяжести больше, чем выталкивающая сила воды (G> B) (рис. 2.6 C).

Расчет плотности

К концу этого урока вы сможете:

  • вычислить одну переменную (плотность, массу или объем) из уравнения плотности
  • вычисляет удельную массу объекта, а
  • определяет, будет ли объект плавать или тонуть, учитывая его плотность и плотность окружающей среды.

Введение в плотность

Плотность — это масса объекта, деленная на его объем.

Плотность часто выражается в граммах на кубический сантиметр (г / см 3 ). Помните, что граммы — это масса, а кубические сантиметры — это объем (такой же объем, как 1 миллилитр).

Ящик с большим количеством частиц будет более плотным, чем такой же ящик с меньшим количеством частиц.

Плотность — фундаментальное понятие в науке; вы увидите это во время учебы.Он довольно часто используется при идентификации горных пород и минералов, поскольку плотность веществ редко меняется значительно. Например, золото всегда будет иметь плотность 19,3 г / см 3 ; если минерал имеет другую плотность, это не золото.

Вероятно, вы интуитивно чувствуете плотность часто используемых материалов. Например, у губок низкая плотность; они имеют низкую массу на единицу объема. Вы не удивитесь, когда большую губку легко поднять. Напротив, железо плотное.Если вы возьмете железную сковороду, она будет тяжелой.

Студенты и даже учителя часто путают массу и плотность. Слова «тяжелый» и «легкий» сами по себе относятся к массе, а не к плотности. Очень большая губка может весить много (иметь большую массу), но ее плотность низкая, потому что она все еще весит очень мало на единицу объема . Что касается плотности, вам также необходимо учитывать размер или объем объекта.

Как определить плотность?

Бетонный куб будет весить больше, чем куб воздуха того же размера, потому что он более плотный. Плотность не измеряется напрямую.Обычно, если вы хотите узнать плотность чего-либо, вы его взвешиваете, а затем измеряете объем. Вы собираете валун и приносите его в лабораторию, где вы его взвешиваете и обнаруживаете, что его масса составляет 1000 г. Затем вы определяете объем 400 см 3 . Какова плотность вашего валуна? Плотность — это масса, разделенная на объем,
В данном случае масса 1000 г, а объем 400 см 3 , поэтому вы разделите 1000 г на 400 см 3 , чтобы получить 2.5 г / см 3 .

Еще одна сложность, связанная с плотностью, заключается в том, что вы не можете добавлять плотности. Если у меня есть порода, состоящая из двух минералов, один с плотностью 2,8 г / см 3 , а другой с плотностью 3,5 г / см 3 , порода будет иметь плотность между 3,5 и 2,8 г / см 3 , а не 6,3 г / см 3 . Это потому, что и будут добавлены масса и объем двух минералов, и поэтому, когда они разделены для получения плотности, результат будет между двумя.

Типичная плотность газов составляет порядка тысячных граммов на кубический сантиметр. Жидкости часто имеют плотность около 1,0 г / см 3 , и действительно, пресная вода имеет плотность 1,0 г / см 3 . Породы часто имеют плотность около 3 г / см 3 , а металлы часто имеют плотность выше 6 или 7 г / см 3 .

Как рассчитать удельный вес?

Чтобы рассчитать удельный вес (SG) объекта, вы сравниваете плотность объекта с плотностью воды:

Потому что плотность воды в г / см 3 равна 1.0 удельная плотность объекта будет почти такой же, как его плотность в г / см 3 . Однако удельный вес — это безразмерное число, и оно одинаково в метрической системе или любой другой системе измерения. Это очень полезно при сравнении плотности двух объектов. Поскольку удельный вес является безразмерным, не имеет значения, была ли измерена плотность в г / см 3 или в каких-либо других единицах (например, фунт / фут 3 ).

У вас есть образец базальта плотностью 210 фунтов / фут 3 .Плотность воды 62,4 фунта / фут 3 . Каков удельный вес базальта? Удельный вес — это плотность вещества, деленная на плотность воды, поэтому

Таким образом, мы разделим базальт (210 фунтов / фут 3 ) на плотность воды (62,4 фунта / фут 3 ) и получим S.G. = 3,37 .

Почему я должен рассчитывать плотность или удельный вес?

Плотность имеет решающее значение для многих применений. Одним из наиболее важных является то, что плотность вещества будет определять, будет ли оно плавать на другом.Менее плотные вещества будут плавать (или подниматься) на более плотные вещества. Вот несколько примеров того, как это объясняет повседневные явления:

  • Вы задавались вопросом, почему поднимаются воздушные шары? Когда воздух нагревается, он становится менее плотным, пока общая плотность шара не станет меньше плотности атмосферы; Воздушный шар буквально парит в более плотном и холодном воздухе.
  • Вы когда-нибудь замечали, что в озере или океане вода теплее на поверхности и холоднее на дне? Это связано с тем, что более теплая вода немного менее плотная и, как следствие, плавает на более плотной и холодной воде
  • Вы знаете, почему извергаются вулканы? Эта огромная лодка много весит, но ее плотность должна быть меньше единицы.0 г / см 3 , потому что плавает. Основная причина того, что магма поднимается на поверхность для извержения вулканов, заключается в том, что она менее плотная, чем окружающие ее породы.

Корабль, плывущий по воде, является прекрасной иллюстрацией разницы между массой и плотностью. Корабль должен иметь плотность менее 1,0 г / см 3 (плотность воды), иначе оно затонет. Корабли имеют большую массу, потому что они сделаны из стали, но из-за большого объема их плотность меньше единицы.0 г / см 3 . Если к ним добавить достаточно массы, так что их плотность превышает 1,0 г / см 3 , они утонут.

Чтобы попробовать некоторые практические задачи, перейдите на страницу с примером проблемы!


Где плотность используется в науках о Земле?

Галенит, свинцовая руда, является одним из самых плотных обычных минералов.

с http://mineral.galleries.com/.

  • Isostasy — определение того, насколько высоко континенты будут располагаться на мантии
  • Тектоника плит — механизмы, приводящие в движение тектонику плит
  • Минералы — определение названия минерала по его плотности
  • Камни — определение названия и состава породы по ее плотности
  • Гипсометрическая кривая — исследование причин изменения высоты на Земле
  • Океанография — некоторые океанические течения и циркуляция океана контролируются плотностью


Следующие шаги

Готова к ПРАКТИКЕ! Если вы думаете, что разбираетесь во всех перечисленных выше вещах, нажмите на эту панель, чтобы попробовать несколько практических задач с отработанными ответами!
Или, если вы хотите еще больше практики, перейдите по ссылкам ниже

Дополнительная справка по плотности

Электронная лаборатория Edinformatics по массе, объему и плотности создана NYU.Это позволяет вам просматривать изображения измерений и вводить данные.

Hyperphysics, в штате Джорджия есть страница о плотности и преобразователе плотности . Сюда входит несколько связанных страниц, включая инструкции по измерению плотности с использованием принципа Архимеда.

На странице Википедии, посвященной удельному весу, дается объяснение того, что такое удельный вес и как он используется, и даже обсуждается его использование в геонауках и минералогии. Однако содержание статей Википедии может измениться, поэтому вы можете быть осторожны.

На странице Википедии «Плотность» дается общее обсуждение плотности и ее истории, расчета и единиц измерения. Однако содержание статей Википедии может измениться, поэтому вы можете быть осторожны.


Эта страница была написана и скомпилирована доктором Эриком М. Бэром, геологическая программа, Highline Community College, и доктором Дженнифер М.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *