Khối lượng riêng của nước là gì? Đơn vị đo và công thức để tính khối lượng riêng của nước là gì? Tất cả những thắc mắc này sẽ được làm rõ trong bài viết dưới đây.

Khối lượng riêng của nước là thuật ngữ thường được sử dụng để xác định mật độ của nước trong một đơn vị thể tích nhất định. Tuy nhiên, không phải ai cũng nắm rõ cách tính toán khối lượng nước một cách chính xác. Hãy cùng Cân điện tử Minh Phúc khám phá chi tiết hơn về vấn đề này qua bài viết tiếp theo.

Làm rõ khái niệm khối lượng riêng của nước

Để hiểu khối lượng riêng của nước, trước tiên cần nắm rõ khái niệm về khối lượng riêng. Khối lượng riêng được định nghĩa là tỷ lệ giữa khối lượng và thể tích của một vật.

• Ký hiệu cho khối lượng riêng là D.
• Đơn vị đo khối lượng riêng có thể là kg/m³ hoặc g/cm³.
• Công thức tính khối lượng riêng là: D = Kg/m³.

Vậy khối lượng riêng của nước chính là trọng lượng của nước trong một đơn vị thể tích nhất định. Giá trị này sẽ thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ và áp suất của nước.

Khi đã xác định được khối lượng riêng của nước, chúng ta có thể so sánh và tìm ra khối lượng riêng của các chất khác thông qua bảng khối lượng riêng đã được lập.

Đơn vị đo khối lượng riêng của nước

Theo định nghĩa, đơn vị đo khối lượng riêng của nước sẽ tương tự như đơn vị đo khối lượng riêng nói chung. Do đó:

• Ký hiệu là D
• Đơn vị đo là Kg/m³, g/ml hoặc g/cm³.

Công thức tính khối lượng riêng của nước

Khối lượng riêng của nước nguyên chất 4 độ C

Ký hiệu hóa học của nước là H2O. Đối với nước tinh khiết, khối lượng riêng thường được xác định ở nhiệt độ 40°C. Do đó, ta có công thức như sau:

D nước = 1000 kg/m³

D = m/V => m = D.V, V = m/D

Trong đó:

• D: Khối lượng riêng, đơn vị đo là kg/m³
• m: Khối lượng của vật cần đo, đơn vị đo là kg
• V: Thể tích cần đo, đơn vị đo là m³

Ví dụ: Một bể chứa có thể tích 10 m³ và chứa 10.000 kg nước. Khi đó, khối lượng riêng của nước sẽ được tính như sau:

D = m/V = 10.000 kg/10 m³ = 1.000 kg/m³

Ngoài ra, giá trị này cũng sẽ thay đổi theo các mức nhiệt độ trong khoảng từ 0 đến 100 độ C. Cụ thể:

Khối lượng riêng của nước đá

Khác với nước tinh khiết, nước đá chứa các tạp chất và khối lượng riêng của nó có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ do sự biến đổi thể tích.

Thông qua các phép tính, người ta đã xác định rằng khối lượng riêng của nước đá là 920kg/m3. Điều này giải thích lý do tại sao đá lạnh có khả năng nổi trên bề mặt nước, mặc dù bản chất của nó vẫn là nước.

Khối lượng riêng của nước biển

Khối lượng riêng của nước biển dao động từ 1020 đến 1030 kg/m3 ở bề mặt, trong khi ở độ sâu lớn hơn dưới áp lực cao, khối lượng riêng có thể lên tới 1050 kg/m3.

Trong các phép tính thông thường, giá trị khối lượng riêng được sử dụng là 1030 kg/m3.

Trọng lượng riêng của nước

Trọng lượng riêng của nước được xác định là trọng lượng của 1 mét khối nước trên một vật thể. Công thức tính toán như sau:

d = P/V = (m x g)/V = D*g

Trong đó:

• d: trọng lượng riêng của nước, đơn vị tính là N/m3
• P: trọng lượng của nước, đơn vị tính là N
• V: thể tích của nước, đơn vị tính có thể là cm3 hoặc m3
• m: khối lượng của nước, đơn vị tính là g hoặc kg
• g: gia tốc do trọng lực, đơn vị tính là m/s2

Hướng dẫn đo khối lượng riêng của nước

Thiết bị đo khối lượng riêng của nước

Phương pháp xác định khối lượng riêng của nước tương tự như quy trình đo lường đối với các loại chất lỏng khác. Thông thường, người ta sử dụng hai thiết bị chính là lực kế và tỷ trọng kế để thực hiện việc đo lường. Trong đó:

Lực kế

Thiết bị này được sử dụng để đo trọng lượng, hỗ trợ bạn trong việc xác định thể tích thông qua bình chia độ hoặc các dụng cụ khác. Mặc dù vậy, mục đích chính của thiết bị vẫn là áp dụng các công thức để tính toán khối lượng riêng của nước.

Tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế được thiết kế đơn giản, sử dụng chất liệu thủy tinh và có hình dáng tương tự như nhiệt kế. Nhiệt độ tiêu chuẩn để đo lường là 20 độ C.

Thiết bị này có cấu trúc hình trụ, với một đầu được gắn quả bóng. Bên trong quả bóng chứa kim loại nặng hoặc thủy ngân nhằm giúp tỷ trọng kế duy trì vị trí thẳng đứng.

Cách đo khối lượng riêng của nước

Đầu tiên, chúng ta cần đổ nước vào một bình cao, sau đó nhẹ nhàng thả thiết bị đo vào bình cho đến khi nó nổi lơ lửng. Cần đánh dấu vị trí của bề mặt chất lỏng tiếp xúc với thiết bị đo để so sánh với thang đo được đánh dấu trên thiết bị. Giá trị hiển thị trên thiết bị sẽ là kết quả khối lượng riêng của nước.

Hiện nay, có rất nhiều loại thiết bị đo khối lượng riêng với công nghệ tiên tiến. Việc nắm bắt giá trị này là rất quan trọng, vì nó giúp chúng ta kiểm soát và quản lý hiệu quả lưu lượng nước trong các bể chứa hoặc hệ thống ống dẫn nước.

Ngoài hai loại thiết bị đo đã đề cập, bạn cũng có thể sử dụng một số thiết bị khác như: đồng hồ đo lưu lượng nước điện tử, van bướm, van bi điều khiển điện, và nhiều loại khác.

Hy vọng rằng bài viết từ Cân điện tử Minh Phúc đã cung cấp cho bạn những kiến thức rõ ràng về khái niệm và phương pháp đo khối lượng riêng của nước, để bạn có thể áp dụng hiệu quả trong thực tế.