Страница 114 из 126
Плотностные течения
Пло'тностные тече'ния, градиентные течения, течения в морях и океанах, возбуждаемые горизонтальными градиентами давления, которые обусловлены неравномерным распределением плотности морской воды. Наряду с ветровыми течениями постоянные П. т. играют важную роль в системе общей циркуляции поверхностных вод Мирового океана. В глубинных слоях, где ветровые течения затухают, они являются преобладающими. Характерны в проливах между бассейнами с различной плотностью вод. Под влиянием силы Кориолиса П. т. направлены перпендикулярно горизонтальным градиентам плотности. Теория П. т. базируется на теории циркуляции норвежского геофизика В. Ф. Бьеркнеса. Она разработана норвежцем Б. Гелланд-Хансеном, шведом И. В. Сандстрёмом и советским учёным Н. Н. Зубовым, предложившими динамический метод вычисления морских течений по распределению плотности воды.
Плотность
Пло'тность (r), физическая величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объёма. П. неоднородного вещества — предел отношения массы к объёму, когда объём стягивается к точке, в которой определяется П.
Отношение П. двух веществ при определённых стандартных физических условиях называется относительной П.: для жидких и твёрдых веществ она обычно определяется по отношению к П. дистиллированной воды при 4 °С, для газов — по отношению к П. сухого воздуха или водорода при нормальных условиях. Средняя П. тела определяется отношением массы тела m к его объёму V, т. е. r = m/V. Единицей П. в СИ является кг/м3, в СГС системе единиц г/см3. На практике пользуются также внесистемными единицами П.: г/л, т/м3 и др.
Для измерения П. веществ применяют плотномеры, пикнометры, ареометры, гидростатическое взвешивание (см. Мора весы). Др. методы определения П. основаны на связи П. с параметрами состояния вещества или с зависимостью протекающих в веществе процессов от его П. Так, плотность идеального газа может быть вычислена по уравнению состояния r = pm/RT, где р — давление газа, m — его молекулярная масса (мольная масса), R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура, или определена, например, по скорости распространения ультразвука (здесь b — адиабатическая сжимаемость газа).
Диапазон значений П. природных тел и сред исключительно широк. Так, П. межзвёздной среды не превышает 10-21 кг/м3, средняя П. Солнца составляет 1410 кг/м3, Земли — 5520 кг/м3, наибольшая П. металлов — 22 500 кг/м3 (осмий), П. вещества атомных ядер — 1017 кг/м3, наконец, П. нейтронных звёзд может, по-видимому, достигать 1020 кг/м3.
Значения П. некоторых широко используемых веществ и материалов приведены в таблице. См. также Газы, Металлы.
Для пористых и сыпучих тел различают истинную П. (её определяют без учёта имеющихся в теле пустот) и кажущуюся П. (отношение массы тела ко всему занимаемому им объёму). П., как правило, уменьшается с ростом температуры (вследствие теплового расширения тел) и увеличивается с повышением давления. Аномально ведут себя, например, вода, чугун, аморфный кварц. Так, у воды П. имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры. При агрегатных превращениях вещества П. изменяется скачком (см. Агрегатные состояния), причём при переходе из жидкого состояния в твёрдое П. обычно растет, однако у воды, например, она при затвердевании уменьшается.
Лит.: Справочник химика, 3 изд., т. 1, Л., 1971; Перельман В. И., Краткий справочник химика, 6 изд., М., 1963; Измерение массы, объёма и плотности, М., 1972: ГОСТ 2939—63. Газы. Условия для определения объёма.
С. Ш. Кивилис.
Плотность веществ, материалов и минералов, кг/м3