درباره آب

 

 

  آب مایعیست که حیات بدون آن میسر نیست و محور اصلی علم هیدرولوژی (آبشناسی) را تشکیل می دهد. مولکولهای آب از اتمهای اکسیژن وهیدروژن تشکیل شده و توسط پیوند هیدورژنی به هم متصل می شوند .اتمهای مذکور خود توسط نیروی کووالانس به هم متصل شده اند و فرمول شیمیایی مولکول آب H2O است . اتمهای هیدروژن دارای بار مثبت با زاویه ای نزدیک به 105 درجه دور اتم اکسیژن با بار منفی را گرفته اند و این وضعیت حالتی قطبی به این پیوند می دهد. دیمانسیون بالک آب در دمای 20 درجه سانتیگراد برابر 2100000000 نیوتن بر متر مربع است.
 آب  ماده ای است بی رنگ ، بی بو، بی طعم ، در حالت خالص دارای PH تقریباً 7 ، چگالی تقریباً 1g/cm ( در دمای 25 درجه سانتیگراد و فشار 1 اتمسفر) ، در 100 درجه سانتیگراد به جوش می آید و در 4 درجه کاهش چگالی می دهد و در صفر درجه یخ می بندد.
 

 

  آب ماده منحصربفردیست زیرا

 

 

 آب  تنها ماده طبیعی است که به سه حالت جامد، مایع و گاز(بخار) بطور طبیعی در کره زمین پیدا می شود. در حالتی که تبدیل به یخ می شود یخ چگالی کمتری نسبت به آب سرد دارد بنابراین یخها ر وی آب شناور می شوند. از طرفی نوعی عایق در سطح تشکیل می شود و دمای آب در مناطق میانی تعدیل می شود. آب کشش سطحی بسیار بالایی دارد. به عبارت دیگر آب چسبنده و الاستیک است و تمایل دارد که بجای پخش شدن، بصورت فشرده و قطره‌ای باشد. کشش سطحی یکی از دلایل خاصیت مؤینگی آب است و باعث می‌شود تا آب و مواد محلول موجود در آن در داخل ریشة گیاهان و مویرگهای بدن انسان و آوندهای گیاهی حرکت کند. مسئله تغییر حجم هنگام تبدیل به یخ شدن در طبیعت بسیار مهم است بعنوان مثال پدیده هائی چون تخریب فیزیکی، هوازدگی سنگها و متلاشی شدن لوله های انتقال آب از اثرات این پدیده است. آب خالص تقریباً بو، مزه و رنگ ندارد.

 

 جرم مخصوص یا دانسیته آب

 

 

 جرم مخصوص که بصورت جرم در واحد حجم تعریف می شود برای آب 1000 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته می باشد.
 

 

 وزن مخصوص

 

 

نیروئی که  جاذبه زمین بر واحد حجم وارد می کند و با دیمانسیون ML-2T2 نمایش داده می شود برای آب برابر 9810 نیوتن بر متر مکعب است.

 

  چگالی آب

 

 

  چگالی یک جسم نسبت بین دانسیته یا جرم مخصوص یک جسم به دانسیته آب در دمای استاندارد 4 درجه سانتیگراد و فشار یک اتمسفر است، بنابراین چگالی آب یک است. چگالی بدون دیمانسیون می باشد.
 

 

 لزجت یا ویسکوزیته

 

 

 لزجت خاصیتی از سیال است که به موجب مقاومت در مقابل تغییر شکل زاویه ای پدید می آید. این ویژگی متاًثر از نیروی پیوستگی (رابطه بین مولکولهای همجنس) و چسبندگی (ارتباط بین مولکولهای همجنس) مولکولهاست. آب یک سیال نیوتونی محسوب می شود زیرا رابطه میان تنش برشی و تغییر شکل آن تقریباً خطی است. دیمانسیون لزجت ML-1T2 می باشد. آب بواسطه اثر موئینگی در مقابل نیروهای کشش سطحی که در سطح مشترک آب و هوا وجود دارد مقاومت می کند. کشش سطحی باعث می شود تافشار داخل قطر مایع بیش از خارج آن باشد.

  • کشش سطحی آب: که با سیگما مشخص می شود در دمای 20 درجه برابر 0.073 نیوتن بر متر است.
  • لزجت دینامیک : این پارامتر که به لزجت مطلق هم شناخته می شود، در دمای 20 درجه برای آب 20N.S/m2 است.
  • لزجت سینماتیک: مترادف نسبت لزجت دینامیک به  دانسیته آب است و در دمای 20درجه 10-6m2/s خواهد بود.
 

 فشار بخار

 

 

در دمای 20 درجه فشار بخار آب 2100000000 نیوتن بر متر مربع است.
 

 

 گرمای نهان

 

 

مقدار گرمائی که در تبدیل حالات آب گرفته یا آزاد می شود را گرمای نهان می گویند که انواع مختلف آن در جدول زیر آمده است:

 نوع گرمای نهان

حالت جدید

 تغییرات دما

 محاسبه برحسب cal/gr

گرمای نهان تبخیر

بخار

+

Le=597.3-0.57T

 گرمای نهان تقطیر

مایع

-

Lc=-Le

 گرمای نهان تصعید

بخار

+

Ls=677-0.07T

 گرمای نهان ذوب

مایع

+

Lm=79.7

 گرمای نهان انجماد

یخ

-

Lf=-79.7

  توجه داشته باشید که اگر عمل تصعید صورت گیرد انرژی لازم برابر مجموع گرمای نهان تبخیر و نهان ذوب خواهد بود(تقریباً 677 کالری بر گرم). عکس این حالت یعنی تبدیل هر گرم بخار به یخ نیز همین میزان انرژی آزاد می کند.

 

 رطوبت مطلق

 

 

 میزان جرم بخار در حجم معینی از هوار رطوبت مطلق می گویند که برحسب گرم بر متر مکعب بیان می شود. این ویژگی متناسب با میزان درجه حرارت و فشار هواست.

درجه حرارت
به سانتیگراد

رطوبت مطلق اشباع
به گرم بر متر مکعب

0

4.85

5

6.82

10

9.41

15

12.78

20

17.31

25

23.3

30

30.4

35

39.3

40

51.2

45

65.6

50

83.0

رطوبت مطلق (ha) را برحسب کشش سطحی (e) و درجه حرارت هوا (t) میتوان بدست آورد:

ha=217*e/t+2.73.3
 

 

 خلاصه ای از ویژگی های فیزیکی آب

 

 

 

دما
به سانتیگراد

چگالی
برحسب گرم بر سانتیمتر مکعب

وزن مخصوص

 گرمای نهان تبخیر
(
کیلو ژول بر گرم)

 لزجت دینامیکی
به سانتی پواز

لزجت سنماتیک
به سانتی استوک

 فشار بخار
به میلی متر جیوه

 فشار بخار
به گرم بر
سانتیمتر مربع

0

 0.99984

 0.99987

2500

1.79

1.79

4.58

6.23

5

0.99996

0.99999

2489

1.52

1.52

6.54

8.89

10

0.99970

0.99973

2477

1.31

1.31

9.20

12.51

15

0.99910

0.99913

2465

1.14

1.14

12.78

17.38

20

0.99821

0.99824

2453

1.00

1.00

17.53

23.83

25

0.99705

0.99708

2441

0.89

0.893

23.76

32.30

30

0.99565

0.99568

2430

0.798

0.801

31.83

43.27

35

0.99404

0.99407

2418

0.719

0.723

42.18

57.34

40

0.99222

0.99225

2406

0.653

0.658

55.34

75.23

50

0.98804

0.98807

2382

0.547

0.554

92.56

125.83

60

0.98320

0.98323

2358

0.466

0.474

149.46

203.19

70

0.97777

0.97780

2333

0.404

0.413

2333.79

317.84

80

0.97179

0.97182

2308

0.355

0.365

355.28

483.01

90

0.96531

0.96534

2283

0.315

0.326

525.89

714.95

100

0.95836

0.95839

2257

0.282

0.294

760.00

1033.23