Curs Număr Tema 2 chimice - proprietățile fizice
Indice: 656.62.052.4:551.5 (075) Kuznetsov YM Ph.D. Profesor asociat,
1. Compoziția chimică a apei de mare
2. Proprietățile fizice ale apei de mare.
3. Culoarea și transparența, strălucire și floare mare, murdărirea marin.
Apa de mare este foarte diluat și aproape complet ionizat soluție. plus la solide. constituind, în greutate, mai mult de 4%, gaze dizolvate: azot, oxigen, dioxid de carbon și hidrogen sulfurat, în unele cazuri (Marea Neagră, Marea Caspică).
Seawater este compus din 96,5% de apă proaspătă și 3,5% săruri, gaze dizolvate și șlamuri. Se crede că apa de mare conținea concentrații diferite de mai mult de 72 de elemente ale tabelului periodic.
Potrivit apa de mare conținut de sare diferă brusc de râu (tabelul 1)
Tabelul 1- Compoziție Salină Apă
Proprietățile fizice ale apei de mare sunt: salinitate, temperatură, densitate optică și proprietăți acustice.
Apa de mare are un gust sărat amar și mai mare decât cea a apei proaspete, greutatea specifică. Salty apa de mare gust da clorura de sodiu (sare de masă), și amar - clorură de magneziu.
Salinizare este cantitatea în grame de sare, dizolvate într-un kilogram de apă de mare. Salinitatea medie a oceanelor 35g la 1 kg de apă, sau aproximativ 35% (ppm). În unele zone, în funcție de condițiile hidrologice și climatice ale salinității se pot abate semnificativ de la media. salinitate mare Chorny la suprafață sostalyaet18% O, la o adâncime de> 1 km - aproximativ 22%. Azov - Aproximativ 12% din Marea Mediterană Aproximativ 38-39%. Gulf Aproximativ 38-40%.
salinitate minimă situată la latitudini mari (în latitudine-10º 34,72% G), un număr maxim de 30 ° latitudine -35,56% O.
Relația dintre salinitate și conductivitatea relativă a apei de mare:
R15 - conductivitate relativă la 15 ° C
Sub conductivitatea relativă este raportul dintre conductivitatea electrică a probelor de apă de mare pentru conductivitatea electrică a apei cu o salinitate de 35% O.
Pe baza relației (1) proiectat salimeter navă
GM-55, GM-56, GM-65, care determină salinitatea conductivitatea relativă.
Principalele motive pentru reducerea salinității apei de mare datorită desalinizarea sale cad precipitații și gheață intensive de topire la latitudini mari. și creșterea salinității acesteia se datorează vaporizarea particulelor de apă pură de pe suprafața mărilor și oceanelor.
Modificări în salinitatea cu adâncimea depinde în principal de amestecare a maselor de apă în mișcare. O creștere substanțială a salinității cu adâncimea are loc înainte 1000-5000m. Mai jos - o fluctuație mică a salinității. De exemplu, în zonele polare, începând de la o adâncime de 200 m și la fund, schimbările de salinitate. In marea valoarea salinitate, atât pe suprafață cât și la adâncime, variază în măsură considerabil mai mare decât în oceane.
Temperatura apei de mare. Principalii factori care se schimbă în mod constant de temperatura apei de mare sunt efectul cumulativ al directe și radiației solare dispersate, sisteme eficiente de radiație în apă atmosferă, convecție și evaporare. In apa de mare de coastă la o temperatură afectează de asemenea debit de apă de râu.
Creșterea temperaturii mării contribuie la:
- Marea absorbție a radiației solare directe și difuze,
- radiații dintr-o atmosferă caldă în ocean rece.
- condensarea umezelii din atmosfera de deasupra oceanului rece
- precipitații, mai cald decât straturile superficiale ale oceanului.
Scăderea temperaturii apei se datorează:
- Ocean emisie în atmosferă,
- convecție în atmosferă,
- Pierderea pe suprafața oceanului mai rece sedimente.
În părțile estice ale ambelor emisfere în izotermele ocean tropicale converg spre ecuator în părțile vestice - se deplasează departe de el. Acest aranjament izotermele legăturile cu regimul fluxurilor de apă de suprafață - de la est la vest și de la nord la sud - Current Ecuatoriala. Aici, temperatura apei de suprafață ocean este o medie de 28 °, la sud și la nord scade la 0 la latitudini 60º Yu.Sh. și 75 ° S.Sh.
Temperatura medie mare este vara + 18 °, iarna 10. Temperatura de congelare a apei de mare la S = 35% este O - 1,9 ° C la fierbere 100,53 °.
În emisfera nordică temperatura este mai mare la înălțimi respective. Diferența se datorează influenței constantă de răcire a gheții din Antarctica, care ajung la latitudini temperate ale tuturor 3 x oceane.
În efectul vizibil atlantic asupra temperaturii modului cald prezinta Gulf Stream. Pacific Kuroshio.
schimbare a temperaturii apei cu adâncimea depinde de energia radiantă solară (transfer de căldură directă) și amestecarea verticală a apei sub vreme de furtună.
Căldura de radiație solară este distribuită la o adâncime de 100 m (întuneric mai adânc) și vânt apa de amestec capteaza straturi nu mai mult de 200 m. variație zilnică a temperaturii poate fi urmărită până la o adâncime de cel mult 30 m de la suprafață, și fluctuațiile anuale la o adâncime de 350-450m. Sub temperatura este constantă.
La o adâncime de temperatură 3000-4000m în diferite locuri ale oceanului în intervalul de la +2 la -1 °.
Ocean tratament termic are un impact semnificativ asupra variației anuale a temperaturii aerului peste ocean și continent.
Densitatea apei de mare. Sub densitatea este raportul dintre masa unei substanțe la volumul său, adică este masa per unitate de volum.
În oceanografie și soluțiile de navigație pentru probleme practice folosind densitatea d relativă. care este definit ca raportul dintre masa pe unitatea de volum de apă la o temperatură de t ° C greutatea unității volumului de apă distilată la temperatura de 4 ° C, notat S.
apa plotnostmorskoy relativa depinde de salinitate și temperatură. La t = 0 ° C, S = 35% O # 961 = 1.028g / m 3. Densitatea scade de la polul spre ecuator. Cea mai mică densitate la tropice, în același loc și cea mai mică salinitatea.
Valoarea densității condiționată este utilizată pentru comoditate
De exemplu, dacă în „tabelele oceanografici“ densitatea relativă d apa de mare la t = 20 ° C și salinitate S = O 35% în expresia completă este 1.0247781, densitatea condiționată, în acest caz va avea forma 24.7781.
Densitatea este importantă în calcularea modificărilor în vasele de precipitare a diferitelor ape densitati. Pentru această formulă se utilizează:
unde # 8710; d - schimbare în precipitații,
# 8710; - volumul de deplasare
# 961; 1 și # 961; 2 - densitatea relativă a apei de mare.
În oceane îndeplinesc următoarele modificări caracteristice în densitatea relativă a apei de mare și instanțele respective de precipitații.
1. Apa scăzută salinitate (<5 ‰) летом при температуре> 20 ° C, densitatea d relativă = 1.0009, tipic pentru estuare. navele de nămol în aceste zone mai mari.
2. salinitate scăzută a apei (<5 ‰) осенью при температуре 1-3 о С. Относительная плотность пониженная d = 1,0032, характерно для районов портов в устьях рек. Осадка судов близка к наибольшей.
3. ridicat de apă salinitate (> ‰ 30) și puternic încălzit, d = 1,0217. Astfel de condiții apar în regiunile tropicale și ecuatoriale ale oceanelor. Proiectele de nave aproape de minim.
4. Apa are o salinitate ridicată (> 30 ‰) și temperatură scăzută (1-3 ° C). Densitatea relativă max - d = 1,0264. Astfel de condiții apar în coasta Murmansk în perioada de toamnă-iarnă. navele de nămol minim.
5. Apa are o salinitate mai mică de 20 ‰ și temperatură ridicată de aproximativ 20-30 ° C
Densitatea relativă este aproape de valoarea medie. Astfel de condiții sunt caracteristice mărilor Azov și negru. Proiect de nave medii.
Informații despre densitatea apei în mări deschise scoate cardul №19 i№20 volumul 2-lea al hărților maritime Atlas sau „Atlasul oceanelor.“
În porturile informații despre densitatea reală a apei de mare poate fi obținută pe portul hidrometeorologice.
Proprietățile optice ale apei de mare caracterizat prin aceea că apa de mare departe de țărm este mai transparent decât râul proaspăt. Cu toate acestea, chiar și în apă mai pura oceanic doar 1% din energia luminoasă pătrunde sub 100m. Lumina solară poate fi văzută doar în sus 100 m stratul de ocean; mai mult de 97% din volumul oceanelor la nivel mondial într-o stare de întuneric etern.
Pe măsură ce se arunca cu capul în adâncurile oceanului lumina soarelui dispare rapid, iar culoarea variază de la alb la albastru. Mulți dintre locuitorii din fundul mării sunt vopsite în culori vii. Cu toate acestea, ele sunt invizibile în lumină naturală și pot fi detectate doar prin lumină artificială.
Absorbția luminii restricționează sever vizibilitatea de submarine. Într-un ocean de apă curată se poate obține în mod clar fotografia obiecte doar la o distanță de 5-7 m de aparatul de fotografiat și la o distanță de până la 10m imagine se deteriorează. În multe zone de coastă de observații optice sunt practic imposibil.
Un strat de 10 m de apa de mare este absorbția totală de 100% scurt (UV) și unde lungi (infraroșu). absorbție minimă observată în apropierea 0,47mkn (fereastra transparentă), în partea albastră a spectrului, dar chiar și energia de lumină albastră este redus la jumătate la 47m adâncime.
Proprietățile acustice ale apei de mare difera oarecum de proprietăți acustice de apă proaspătă. Astfel, în cazul în care viteza sunetului în apă proaspătă, în medie, la 15 0 C -1462 m / s, se în apa de mare -1500m / s. În funcție de presiunea, temperatura si salinitate este modificat după cum urmează:
- cu creșterea adâncimii la 1km + 11%,
- prin creșterea temperaturii cu 1 ° C până la + 0,3%,
- cu creșterea salinitate de 1% O + la 0,09%.
Folosit pentru măsurarea sonde de adâncime. a cărui funcționare se bazează pe măsurarea timpului de propagare a semnalului ultrasonic de la emițător la receptor, reflectă din fundul oceanului.