בתגובה לשאלה הרגילה "כמה שוקל ליטר מים?" רוב האנשים יציעו לעיין במדריך, או פשוט יגידו "קילוגרם אחד". ואכן, בטמפרטורה של 400C ובלחץ אטמוספרי רגיל, המשקל של ליטר אחד
מזוקק, כלומר, ללא כל זיהומים, מים הם בדיוק 1 ק"ג. ומי יכול לענות באופן חד משמעי על השאלות "כמה שוקל ליטר מים ממעיין מלוח?" או "איזה מים כבדים יותר - חמים או קרים?"
כדי לא להסתבך, אתה צריך להכיר כמה חוקי פיזיקה בסיסיים. לפרטים נוספים, יש לציין מיד שבמאמר שלנו לא נדבר על משקל המים, אלא על המסה שלהם. ההבדל בין המונחים הללו הוא שמסה היא אינדיקטור בסיסי לכמות החומר, והיא נמדדת בקילוגרמים, ומשקל הוא ערך המראה כמה כוח גוף בעל מסה מסוימת לוחץ על פני השטח; היחידה שלו היא ניוטון.
כדי לענות על השאלה כמה שוקל 1 ליטר מים, ראשית בואו נראה אילו אינדיקטורים מרכיבים משקל גוף. מתוך קורס הפיזיקהאנחנו יודעים שמסה היא מוצר
צפיפות החומר על מקדם תאוצת הנפילה החופשית, שהוא בערך זהה על פני השטח של כוכב הלכת שלנו ושווה ל-9.81 ק"ג/מ"ר2. התנודות של שתי הכמויות הללו נותנות לנו את ההבדל במסה של אותו חומר בתנאים שונים.
ראשית, בואו נדבר על צפיפות הנוזל. כפי שהוזכר לעיל, הצפיפות של מים טהורים בתנאים רגילים היא 1000 גרם/מ ר3. אם מוסיפים לו זיהומים, כמו מלח, אז הצפיפות תגדל, והמים יהפכו כבדים יותר. באשר לתלות של המסה של עצם בטמפרטורה, כל העניין כאן הוא בתכונתם של חומרים להתרחב בעת חימום. המשמעות היא שהמרחק בין המולקולות הופך גדול יותר, והמספר הכולל שלהן ליחידת נפח יורד, ולכן החומר נעשה קל יותר. עם זאת, למים יש תכונה ייחודית - הם מתרחבים לא רק בחימום, אלא גם בקירור (בגלל זה מתפוצצים צינורות מים בחורף). למים יש את הצפיפות הגדולה ביותר בטמפרטורת הקפאה, עם הסטיות הקטנות ביותר של הסולם התרמי, הם הופכים קלים יותר. כמה שוקל ליטר מים בטמפרטורות שונות, אם תרצו, תוכלו לעיין בספר העיון.
לחץ אטמוספרי אינו משפיע על תנודות מסת הנוזל כמו
טמפרטורה, והתוצאה של פעולתה היא הפוכה מטמפרטורות גבוהות. בלחץ גבוה, המרחק בין המולקולות יורד, לכן, אותו נפח יכלוליותר חומר. כתוצאה מכך, יש עלייה במסה. ניתן לראות זאת בקלות בפועל, אם אתה שוקל צילינדר של אוויר דחוס ואת אותו גליל עם אוויר בלחץ רגיל.
אגב, אתה יודע כמה שוקל ליטר מים בקוטב? 0.5 אחוז יותר מאשר בקו המשווה. תופעה זו נובעת מסיבוב כדור הארץ סביב צירו. בגלל זה, התאוצה הצנטריפוגלית גדלה ככל שמתקרבים לקו המשווה, ולכן תאוצת הכבידה עולה.
לחשוב ככה, אתה יכול לחשב כמה שוקל ליטר של נוזל כלשהו, וכיצד מחוון זה ישתנה בהתאם לתנאי הסביבה.
