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水溫、鹽度與海水密度實驗解說
海水溫度和鹽度共同改變海水的密度,因此,僅根據單一條件很難確定哪種水會沉澱。調整兩種海水溫度和鹽度,並比較它們的密度和溫度-鹽度圖。透過等密度線,可以發現,在不同的條件下,海水也可能具有相同的密度。
它是怎麼工作的?
冷水或鹹水更重。在 T–S 圖中,相同位置上的密度相同。
關鍵關係
ρ ≈ 1027·[1 − 1.7×10⁻⁴(T−10) + 7.6×10⁻⁴(S−35)] kg/m³
嘗試這個實驗
- 按下開放連線門,觀察彩色墨水的流動。藍色是來自A的液體,粉色是來自B的液體。請觀察流動箭頭和密度數字。
- 進行並記錄以下條件:水溫存在差異,以及水溫和鹽度都相同的條件。
- 本次,將水溫設定為 10 °C。改變兩個水體的鹽度,並比較其中較重的那個是否發生變化。
解讀結果的依據
在相同的溫度下,海水的鹽度增加,其密度如何變化?
在這種線性近似中,水溫越低或鹽度越高,密度越大。 如果同時改變兩個變數,它們的效應可能會相互抵消。
模型的範圍與限制
表面海水,其水溫範圍為 0 至 30 °C,鹽度範圍為 30 至 40 g/kg,可以用線性狀態方程進行近似。 密度變化,包括由於壓力、非線性以及混合引起的,均被忽略。 顏色墨水路徑是一種概念性的流動,並不能預測流動速率或混合時間。