Плотность. При нормальном атмосферном давлении плотность морской воды зависит от температуры Т, солености S или хлорности CV.
В океанологии пользуются условной плотностью
St = (r - 1) ×103,
где r — отношение плотности воды при данных температуре и солёности к плотности дистиллированной воды при 4 °С (обе при атмосферном давлении).
В океане st равна от 23 до 30. При повышении солёности на 1‰ st возрастает приблизительно на 0,8, т. е. плотность возрастает на 0,0008. При понижении температуры на 1°С st возрастает на 0,02—0,35.
Температура замерзания морской водызависит от солёности; при S = 35‰ она равна — 1,91 °С. При S = 24,7‰ температуры замерзания и наибольшей плотности совпадают и равны — 1,33 °С. При S менее 24,7‰ процесс замерзания морской воды протекает, как в пресной воде. При S больше 24,7‰ плотность морской воды возрастает до самого замерзания, в результате чего возникает мощная конвекция и процесс замерзания становится более длительным, чем для пресной воды.
Сжимаемость морской воды незначительна — при возрастании давления на 1000 дбар (в океанологии давление принято измерять в децибарах ), что соответствует увеличению глубины приблизительно на 1 км, плотность возрастает на 0,004.
Удельная теплоёмкость морской воды (cp) понижается как с увеличением солёности [от 4217 дж/(кг×К) при 0 °С и 0‰ до 3985 дж/(кг×К) при 0 °С и 35‰], так при океанской солёности и с понижением температуры [от 3999 дж(кг×К) при 30 °С и 35‰ до 3985 дж/(кг×К) при 0 °С и 35‰].
Скорость звука в морской водебольше, чем в пресной воде, и возрастает как с повышением солёности (при 0 °С от 1399 м/сек для S = 0‰ до 1445 м/сек для S = 35‰), так и с повышением температуры (для S = 35‰ от 1445 м/сек при 0 °С до 1543 м/сек при 30 °С).
Относительная электрическая проводимость морской воды (Rt), определяется как отношение проводимости данной пробы к проводимости морской воды солёностью 35‰ [13]при одинаковых температурах и атмосферном давлении. Rt растет с увеличением солёности от 0,105 при S = 3‰ до 1,126 при S =40‰ (при температуре 20 °С).
Некоторые свойства морской воды приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1.
Некоторые механические и тепловые свойства морской воды на соленость 35 г кг -1
| Наименование параметра | Значение0 °C |
| Динамическая вязкость | 1,88 × 10 -3 Па с |
| Кинематической вязкости, ν. | 1,83 × 10 -6 м 2 с -1 |
| Теплопроводность | 0,563 Вт м -1 K -1 |
| Температуропроводности, κ | 1,37 × 10 -7 м 2 с -1 |
| Удельная теплоемкость, С р.. | 3985 Дж кг -1 K -1 |
| Скорость звука | 1449 м с -1 |
| Сжимаемость | 4,65 × 10 -10 Па -1 |
Коэффициенты расширения морской воды при различных температурах и солености приведен в таблицах 6.2., электропроводности (6.3)
Таблица 6.2.
Коэффициент теплового расширения морской воды при различных температуре и солености.
| Соленость, % | Температура, оС | |||||||
| -2 | ||||||||
| -105 -65 -27 | -67 -30 |
Таблица 6.3.
Электропроводность морской воды (Lх106) L (в зависимости от хлорности морской воды CL)
| Температура, 0С | Хлорность, ‰ | |||||||
Химическийи солевой состав океана представляет собой такую же важную геохимическую константу, как и газовый состав атмосферы, абсолютная соленость океана меняется достаточно интенсивно в зависимости от глубины, географической широты и других условий.
Главные и малые химические компоненты морской воды. (табл. 6.4 и 6.5).
Таблица 6.4.
Химический состав морской воды.
| Ионы | Химический состав соли морской воды при хлорности 19 %о (Lyman, Fleming, 1940), % | Главные компоненты морской воды, имеющей хлорность 19%о и r20=1,0243 (Lyman, Fleming, 1940) | |
| Г/кг | Мг х атом/л | ||
| Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Cl- Br- So2-4 HCO-3 H3BO3 | 30,61 1,10 3,69 1,16 0,03 55,4 0,19 7,68 0,41 0,07 | 10,56 0,38 1,27 0,40 0,08 18,98 0,065 2,65 0,14 0,026 | 470,15 0,96 53,57 10,24 0,09 548,30 0,83 28,24 2,34 0,43 |
Таблица 6.5.
Малые компоненты морской воды.
| Элементы | Содержание, Мг/л | Элементы | Содержание, Мг/л | Элементы | Содержание, Мг/л |
| He Li N Al Si P Ar Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu | 0,0001 0,2 0,5 0,01 0,07 0,6 0,00004 0,001 0,001 0,00005 0,002 0,01 0,0005 0,0005 0,003 | Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Mo Ag Cd In Sn Sb | 0,01 0,0005 <0,0001 0,003 0,004 0,0003 0,3 0,0003 0,01 0,003 0,000055 <0,02 0,003 <0,0005 | I Xe Cs Ba La Ce W Au Hg Tl Pb Bi Rn Ra Th U | 0,04 0,0001 0,001 0,9 0,0003 0,0004 0,0001 0,000004 0,00003 <0,00001 0,003 0,0002 9,0х10-15 3,0х10-11 0,0007 0,002 |
Соленость и содержание хлора в морской воде точно определить затруднительно, так как при выпаривании морской воды досуха часть бикарбоната разлагается, а часть хлорида гидролизуется, поэтому было дано следующее определение понятие «солености»:
Соленость – это общее содержание твердого остатка в 1 кг морской воды, определенного после того, как весь карбонат переведен в окись, бром и йод и замещены хлором, а органическое вещество полностью окислено.
Кнудсен приводит следующую эмпирическую зависимость между хлорностью (Cl,%) и соленостью (S,%):
S=0,03+1,8050Cl,
где Cl – «общее количество хлора в граммах, содержащееся в 1 кг морской воды после полного замещения брома и йода хлором или хлорность – это величина в граммах на 1 кг пробы морской воды, равная цифровой величине массы в граммах «серебра атомного веса», необходимого для осаждения галогенов в пробе морской воды весом в 0,3285233 кг.
Соленость и хлорность выражаются через вес на единицу количества (1кг) морской воды. Однако при химических исследованиях часто необходимо знать количество растворенного вещества в определенном объеме морской воды. Поэтому было введено понятие «хлористости», как числа граммов хлорида на 1 л морской воды при 200 С. Величина хлористости может быть определена путем умножения величины хлорности на удельный вес морской воды при 200 С.
Дата добавления: 2015-08-14; просмотров: 1962;