Khối lượng riêng của nước là gì?

Nước là chất lỏng tồn tại xung quanh chúng ta và đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống. Vậy khối lượng riêng của nước là gì? Hãy cùng Vattuaz.vn tìm hiểu trong bài tham khảo dưới đây nhé!

1. Khối lượng riêng của nước là gì?

Khối lượng riêng còn có tên tiếng anh là Density là mật độ khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật đó. Đại lượng đo bằng thương số giữa khối lượng (m) của một vật làm bằng chất (nguyên chất) và thể tích (V) của vật.

Tương tự như khái niệm khối lượng riêng thì khối lượng riêng nước chính là trọng lượng riêng của nước trên một đơn vị thể tích. Khối lượng riêng của nước còn phụ thuộc vào cả nhiệt độ của nó.

Nói một cách đơn giản nhất thì khối lượng riêng của nước là đơn vị chỉ mật độ trên một khối lượng đơn vị thể tích.

2. Công thức tính khối lượng riêng của nước

2.1 Công thức tính khối lượng riêng của nước

Khối lượng riêng của nước được tính theo công thức sau:

Trong đó

D: khối lượng riêng(kg/m³).

m: Khối lượng (Kg).

V: Thể tích (m³).

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học ở nhiệt độ 4°C (39,2°F) thì người ta đo được chính xác khối lượng riêng nước là bằng 0,9998395 g/ml.

Trong thực tế người ta thường làm tròn là 1gam/cm³.

Hay được hiểu là cứ 1000kg/cm³ thì xấp xỉ bằng 1m³ nước =  1000kg.

Tức là 1m³ Nước = 1 Tấn = 1000kg.

Trong khi ở đơn vị thể tích chúng ta được biết 1m³ nước  = 1000 lít.

Do đó trọng lượng của 1 Lít nước  = 1kg.

2.2 Khối lượng riêng của một số chất khác

3. Đơn vị đo khối lượng riêng của nước

Khối lượng riêng theo lý thuyết là mật độ khối lượng của một vật trên thể tích của vật đó. Do đó đơn vị đo khối lượng riêng nước cũng thương tự như các đơn vị đo khối nước riêng khác và được ký hiệu chung của khối lượng riêng là D.

Đơn vị đo khối lượng riêng nước nhà: kg/cm3.

Ngoài ra người ta còn sử dụng đơn vị: g/cm3.

4. Phương pháp đo khối lượng riêng của nước

4.1 Dùng tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế là gì?

Tỷ trọng kế là một thiết bị đo lường khoa học đơn giản nhất. Tỷ trọng kế được chế tạo bằng thủy tinh trong tương tự với nhiệt kế. Cấu tạo gồm thân hình trụ bằng thủy tinh, một đầu được gắn 1 quả bóng ở phía dưới để làm cho nó có thể nổi thẳng đứng ở chất lỏng.

Cách sử dụng tỷ trọng kế

Thả nhẹ tỷ trọng kế vào trong chất lỏng cần đo cho đến khi tỷ trọng kế nổi tự do trong chất lỏng. Trên tỷ trọng kế sẽ có những vạch được khắc dấu sẵn đề người dùng có thể nhìn thấy tỉ trọng kế đang nổi cao hay thấp. Trong những chất lỏng đặc hơn tỷ trọng kế sẽ nổi cao hơn so với các chất lỏng có độ đậm đặc thấp hơn. Tỷ trọng kế nổi cân bằng khi trọng lực của nó bị cân bằng bởi trọng lượng thể tích chất lỏng mà tỷ trọng kế chiếm chỗ.

Do nước được cho là “tiêu chuẩn” để đo các chất lỏng khác, trên tỷ trọng kế vạch đánh dấu cho nước có thể được ghi là 1000, do đó khối lượng riêng nước ở khoảng 4°C là 1000.

Ứng dụng tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế có rất nhiều ứng dụng nhưng được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp sữa để đo hàm lượng chất béo trong sữa. Ngoài ra tỷ trọng kế thường được sử dụng trong việc sản xuất các loại đồ uống vì nó cho biết lượng đường có trong chất lỏng hoặc giúp người nấu rượu biết được quá trình lên men đã được bao lâu.

4.2 Dùng lực kế

Lực kế là một dụng cụ dùng để đo lực có rất nhiều loại lực kế như: lực kế đo lực kéo, lực kế đo lực đẩy và lực kế đo cả lực kéo và lực đẩy. Sử dụng lực kế sẽ giúp đo được trọng lượng, từ đó xác định thể tích bằng bình chia độ hoặc các dụng cụ khác. Hoặc có thể sử dụng các công thức tính toán để tính khối lượng riêng. Phương pháp này thì ít được sử dụng do việc tính toán phức tạp và độ chính xác không cao.

5. Mối quan hệ giữa khối lượng riêng của nước và nhiệt độ

5.1 Khối lượng riêng của nước đá

Có bao giờ bạn thắc mắc những tảng băng tại sao lại trôi nổi bồng bềnh trên mặt nước không?

Các loại vật chất rắn và khí ở nhiệt độ cao sẽ giãn nở thể tích và nhiệt độ giảm thì thể tích sẽ co lại do đó khối lượng riêng tăng lên. Nhưng với chất lỏng ví dụ như nước thì ngược lại. Nước bị đóng băng đông đá thể tích sẽ tăng lên khiến khối lượng riêng giảm.

Khối lượng riêng nước đá nước này nhỏ hơn nước lỏng nên nó nổi trên mặt nước. Khi đóng băng mật độ của các phân tử nước bị đóng băng sẽ giảm khoảng 9%. Hiện nay khối lượng nước đá được quy ước là 920kg/m3. Nhẹ hơn so với nước ở thể lỏng nên nó thường nổi trên mặt nước.

5.2 Mối quan hệ giữa khối lượng riêng của nước và nhiệt độ

Nước không có khối lượng riêng tuyệt đối bởi vì khối lượng riêng nước thay đổi theo nhiệt độ. Sự thay đổi này không quá lớn mà chỉ thay đổi ở hàng đơn vị nhỏ và được minh họa theo đồ thị dưới đây.

Sau đây là bảng khối lượng riêng nước tương ứng với từng nhiệt độ.