純水密度
純水密度是指單位容積內水的質量,單位為千克每立方米,記為kg/m3
在常態情況下,水份子堆積方式趨于于排列成最緊密的球狀。在分子數相同時,多面體結構的水份子容積最大,類石英晶體結構次之,致密堆積結構的容積最小。假如水溫發生變化,這三種方式的水份子結構分布都會發生變化,進而導致水的密度發生變化。通常而言,物質具有熱脹冷縮的性質。在標準大氣壓條件下,水在室溫為3.98C時,密度最大:而在398C以上時海水的密度是多少kgm3,水的密度隨著氣溫的下降而降低:在3.98C以下時隨氣溫的增加而減少,表現為“反常膨脹”。具體而言,0°C的冰密度為0.9167kg/m',0'C的水密度為.999kg/m',3.98'C時純水密度為1.0000kg/m3,50°C時水的密度為0.9881kg/m'。純水的密度隨氣溫所表現出的特異變化,與水份子締合力的變化有關。當氣溫高于3.98"C時,有利于水份子的締合。水凍結成冰時,水份子締合成分子晶體,分子晶體結構排列松散,故密度增大。當溫度從0'C上升至3.98°C時,較大的締合分子逐步分解成較小的分子,容積收縮,密度減小:低于3.98"C時,水份子的熱運動強化,容積膨脹,所以密度又隨氣溫的下降而降低。
海水密度
海水新飛指單位容積海水的質量,單位為千克每立方米,記為kg/m'海水常用的密度是指海水的比重,即在標準大氣壓條件下,海水密度與溫度3.98C時純水密度之比。在數值上,海水的密度和比重是相等的。海水密度是決定海流運動的最重要因子之.。海洋表層的密度可以直接進行檢測,并且深層海水的密度尚未能直接檢測,通常通過計算求得。一般覺得,海水密度是酸度、海溫和壓力的函數。但凡影響海水水溫和濁度變化的地理誘因,都影響海水密度的變化。從水平方向上看,盡管各大洋的海水密度在不同季節呈現定的數值變化,但其分布規律大體相同,即大洋表面的海水密度隨經度的增高而減小,等密度線與經線大致平行。在赤道地區,因為海水水溫較高,酸度較低,因此大洋表面的海水密度很小,約為1.0230;在亞溫帶地區,氣溫和酸度都較高,密度通常在1.0240左右;在兩極海區,氣溫很低,密度最大。三大洋的北極海區,密度可超過1.0270。從垂直方向上看,海水的密度結構較為穩定,由表層向上遞增。在20°N~20°s,100m左右的水層內,海水密度最小海水的密度是多少kgm3,尤其是水深50m以內的垂直梯度極小,幾乎沒有變化:50~100m深度上海水密度的垂直梯度最大,存在密度的突變層,又稱“躍層”,它對聲波有折射作用,導彈在突變層下邊航行,或著逗留在突變層之上,不易被發覺,故有“液體海底”之稱。從1500m深度開始,海水密度的垂直梯度很小。在更深層,海水密度幾乎不隨深度變化。
冰點
冰點又稱融化點,是一定的非固體物質在一定壓力下等條件變為固態的水溫。水的冰點則是指在標準大氣壓條件下,水的三態(固、液、氣)在質量變化上達到動態平衡的氣溫,其底泥中富含少量甲烷、氧氣等二氧化碳。這兒的動態平衡是指在宏觀上冰、水和水汽的各自質量沒有發生變化,在微觀上每一時刻都有水分子從固態、液態或氣態轉化成別的狀態,而任意兩態之間互相轉化的量相等。在這些情況下水的冰點是0'C。水的冰點隨外界條件的不同略有差別,它與水的單相點略有不同。水的單相點是固一液一氣單相的平衡點,固液氣單相都是純凈的水份,是一個固定不變的狀態。在自然界中,海洋不像河水和湖水那樣容易結冰。海水的冰點高于淡水,但是隨著酸度的降低而增加。當海水表面趨于于結冰氣溫時,海水密度減小造成表面海水下沉,導致海水的垂直對流并不斷地混和。當表層海水開始結冰時,析出的醇類促使緊鄰水層的酸度減小,使緊鄰海水的冰點再度回升。通過均勻混和,從表層到海底各深度的溫度接近冰點時,水面就會融化結冰。
沸點
沸點指液體沸騰時的氣溫。沸騰是在一定濕度下液體內部和表面同時發生劇烈氣化的現象。水的沸點是指標準大氣壓下條件下水達到沸騰時的氣溫99.974"C,一般簡化為100C.沸點隨外界壓力的變化而改變,壓力越低,沸點也越低。在自然條件下,海拔每下降300m,沸點氣溫大概增長IC。在海洋中,海水的沸點隨著海水咸度的下降而下降。酸度每下降10%,海水的沸點氣溫下降0.16C.海水沸點還與大氣浮力有關,氣壓越強,沸點越高。