Основы гидрофизики. Беховых Л.А - 19 стр.

плотности воды объясняется особенностью строения ее молеку-
лы. При нагревании воды одновременно идут два противопо-
ложно направленных процесса: нормальное увеличение объема
вследствие усиления теплового движения молекул и уменьше-
ние объема при изменении кристаллической решетки за счет
перемещения молекул в пустоты упаковки. При температуре
выше 4°С интенсивнее идет процесс увеличения объема и, сле-
довательно, уменьшения плотности воды за счет увеличения
расстояния между ее молекулами.
     Аномальным свойством является также своеобразное пове-
дение плотности при фазовом изменении состояния воды. В мо-
мент образования льда плотность воды скачкообразно уменьша-
ется примерно на 10%. Плотность дистиллированной воды при
0ºС равна 999,87 кг/м3, плотность льда, образовавшегося из той
же воды, при 0°С составляет 916,7 кг/м3. Благодаря этому свойст-
ву появление льда сопровождается не уменьшением объема, а его
увеличением, плавление льда – не расширением, а сжатием. При-
чина аномалии заключается в особенностях структуры воды. При
охлаждении воды кристаллическая решетка непрерывно дефор-
мируется, переходя от кварцевой (более плотной) к тридимитовой
(более рыхлой). К моменту замерзания завершается полная пере-
стройка молекул, что и приводит к увеличению объема.
     Аномальное изменение плотности воды в интервале темпе-
ратур от 0 до 4°С и в момент замерзания играет колоссальное
значение в природе и технике.
     В практических расчетах значение плотности воды может
быть принято постоянным: ρ = 1000 кг/м3. Более точное значение
плотности учитывается тогда, когда изучаемый процесс зависит
от разности плотностей ∆ρ, например, свободная конвекция.
     Плотность соленой воды превышает плотность дистилли-
рованной воды и зависит от состава растворенных солей и об-
щей солености S. Общая соленость морской воды не превосхо-
дит 40‰, тогда как в соленых озерах она достигает 250-300‰.
     2. Сжимаемость. Расстояния между молекулами в жидком
и твердом состоянии отличаются мало, а в газах при нормаль-
ном давлении оно в десятки раз больше. В результате в жидко-
стях и твердых телах молекулы вещества плотно упакованы,
поэтому они сжимаются слабее, нежели газы.

                              19