W odpowiedzi na zwykłe pytanie „Ile waży litr wody?” większość ludzi zaproponuje zajrzenie do podręcznika lub po prostu powie „Jeden kilogram”. Rzeczywiście, w temperaturze 400C i pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym waga jednego litra
destylowana, czyli pozbawiona jakichkolwiek zanieczyszczeń woda to dokładnie 1 kg. A kto może jednoznacznie odpowiedzieć na pytania „Ile waży litr wody ze słonego źródła?” lub „Która woda jest cięższa – gorąca czy zimna?”
Aby nie wpaść w kłopoty, musisz zapoznać się z podstawowymi prawami fizyki. Aby uzyskać więcej szczegółów, należy od razu zauważyć, że w naszym artykule nie będziemy mówić o wadze wody, ale o jej masie. Różnica między tymi terminami polega na tym, że masa jest podstawowym wskaźnikiem ilości materii i jest mierzona w kilogramach, a waga jest wartością pokazującą, z jaką siłą ciało o określonej masie naciska na powierzchnię; jego jednostką jest Newton.
Aby odpowiedzieć na pytanie, ile waży 1 litr wody, najpierw zobaczmy, jakie wskaźniki składają się na masę ciała. Z kursu fizykiwiemy, że masa jest produktem
gęstość materii na współczynniku przyspieszenia swobodnego spadania, który jest w przybliżeniu taki sam na całej powierzchni naszej planety i wynosi 9,81 kg/m2. Wahania tych dwóch wielkości dają nam różnicę w masie tej samej substancji w różnych warunkach.
Najpierw porozmawiajmy o gęstości cieczy. Jak wspomniano powyżej, gęstość czystej wody w normalnych warunkach wynosi 1000 g/m3. Jeśli doda się do niego zanieczyszczenia, takie jak sól, gęstość wzrośnie, a woda stanie się cięższa. Jeśli chodzi o zależność masy obiektu od temperatury, cały punkt dotyczy właściwości substancji rozszerzających się po podgrzaniu. Oznacza to, że odległość między cząsteczkami staje się większa, a ich całkowita liczba na jednostkę objętości maleje, przez co substancja staje się lżejsza. Woda ma jednak wyjątkową właściwość – rozszerza się nie tylko po podgrzaniu, ale także po schłodzeniu (to z tego powodu zimą pękają rury wodne). Woda ma największą gęstość w temperaturze zamarzania, przy najmniejszych odchyleniach skali termicznej staje się lżejsza. Ile waży litr wody w różnych temperaturach, jeśli chcesz, możesz zajrzeć do podręcznika.
Ciśnienie atmosferyczne nie wpływa na wahania masy płynu tak bardzo, jak
temperatura, a wynik jej działania jest przeciwieństwem wysokich temperatur. Przy wysokim ciśnieniu zmniejsza się odległość między cząsteczkami, dlatego ta sama objętość będzie obejmowaćwięcej treści. W rezultacie następuje wzrost masy. Można to łatwo zaobserwować w praktyce, ważąc butlę ze sprężonym powietrzem i tę samą butlę z powietrzem pod normalnym ciśnieniem.
Przy okazji, czy wiesz, ile litr wody waży na słupie? 0,5 proc. więcej niż na równiku. Zjawisko to wynika z obrotu Ziemi wokół własnej osi. Z tego powodu przyspieszenie odśrodkowe wzrasta w miarę zbliżania się do równika, a tym samym zwiększa się przyspieszenie ziemskie.
Myśląc w ten sposób, możesz obliczyć, ile waży litr dowolnej cieczy i jak ten wskaźnik będzie się zmieniał w zależności od warunków środowiskowych.
