Ловля леща и другой рыбы со льда зимней поплавочной и кивковой удочкой

Плотность воды очень важна! Особенно холодной...


Плотность чистой воды важна как мера количества, используемая с исторических времен и по наши дни. Первое определение килограмма нам известно с 1791 года, как масса одного литра чистой воды при температуре, при которой она имеет наибольшую плотность, это 4°C. Эта величина равна 999.975 современным граммам, и отклонение от современного килограмма не очень велико

Сейчас воду рекомендуется использовать в различных методах измерения плотности, и также при измерениях стандартов объемов. Несмотря на популярность воды, нужно с большой осторожностью использовать воду как стандарт, так как она изменяет свою плотность в зависимости от различных эффектов.
Стандарт Подразумевает Океанскую Воду (SMOW)

Одна из проблем с использованием воды как стандарта есть изменчивость ее состава. Когда вода использовалась как первый стандарт, ничего не было известно о существовании различных изотопов кислорода и водорода, и принималось, что она состоит из обычного изотопа кислорода (16O) и водорода (1H).

Сейчас нам известно, что некоторые молекулы воды состоят из других изотопов кислорода (17O и 18O) и дейтериума (2H). Для разрешения этой проблемы было сформулировано определение изотопного состава стандартной воды. Этот стандарт воды известен как Стандарт Определения Изотопного Состава Воды (SMOW).

Подобная вода (по крайней мере в Великобритании), была получена из дождевой воды, которая немного легче, чем SMOW. После того, как ее очистить, она имеет тенденцию быть легче, чем SMOW, на величину плотности около 0.003кг/м3 при той же температуре.
Вычисление Плотности Воды при температуре от 0°C до 40°C

Измерения от двух независимых Национальных Институтов Измерения: Национальной Научной-Исследовательской Лаборатории Метрологии (Япония) [2] и Национальной Метрологической Лаборатории (Австралия) [3], способствовали получению последних данных о плотности стандарта океанской воды (SMOW) при давлении окружающей среды 101325 Паскаля (=1013.25 мбар или 1 стандартной атмосфере).

Эти лаборатории использовали сферы из сплава кварца или Церодура, с очень низким коэффициентом расширения, как артефакты. Объем сферы был измерен, используя лазерный интерферометр и была измерена ее масса. Плотность сферы была рассчитана, используя значения массы и объема.

Сферы были опущены в чистую воду и сбалансированы. Это дало возможность измерить плотность воды с неопределенностью менее чем 1 часть на миллион(3). Японцы использовали три сферы, чтобы измерить плотность восемнадцати различных образцов воды при 16°C, в то время, как Австралийцы использовали полую сферу для измерения плотности девяти образцов при температуре между 1°C и 40°C. Обе лаборатории скорректировали полученные плотности к стандартной атмосфере и изотопному содержанию.

Эта работа привела к получению следующей формулы для плотности SMOW при температуре t°C (в температурном диапазоне от 0°C до 40°C):



где

a1 = -3.983035±0.00067°C
a2 = 301.797
a3 = 522528.9
a4 = 69.34881
a5 = 999.974950±0.00084 кг/м3

Обратите внимание, что максимальная плотность SMOW — a5, и это происходит при температуре a1. На практике, большинство людей используют значение a5 = 999.972 кг/м3, принимая тот факт, что они используют де-ионизированную или дистиллированную воду, а не SMOW (смотри корректировку по изотопному содержанию).

Неопределенность в этой формуле зависит от температуры и дает следующее:



Плотность SMOW при 20°C есть 998.206 7 ±0.000 83 кг/м3, если использовать вычисление, указанное выше.
Ниже приводится таблица плотностей воды, свободной от воздуха (SMOW), при стандартном атмосферном давлении (1013.25 мбар) при использовании этой формулы.

Неопределенность значения плотности в таблице от 0.000 83 кг/м3 при 0°C и до 0.000 88 кг/м3 при 40°C
Расчет Плотности Воды при температуре от 40°C до 85°C

Приведенное уравнение плотности воды имеет силу только при температуре ниже 40°C. Для температуры воды выше этой, используется формула, предложенная Национальной Научной-Исследовательской Лабораторией Метрологии (Япония) [4] .
Эта работа основана на изменении температуры образца воды в герметичной системе. Капиллярная трубка заполнялась ртутью, и эта трубка была единственным потенциальным местом для возможного расширения. Так как произходит расширение воды, ртуть выталкивается из капиллярной трубки в емкость, она взвешивается, и таким образом измерялось изменение массы.

Плотность ρ при температуре t°C получается:



Эта более сложная формула определяет плотность SMOW как 992.2167 кг/м3 при 40°C, в то время, как предыдущая формула получает результат 992.2152 кг/м3. Погрешность в этой формуле есть 1.1 часть на миллион, хотя это, возможно, оптимистическая оценка.


Применение Корректировок при Расчете Плотности Воды.

Формулы для вычисления плотности воды-это для SMOW. Есть несколько коэффициентов для корректировки этих вычислений в зависимости от требуемой погрешности. Эти корректировки мало значащие во многих применениях, но приводятся здесь для законченности информации.
Корректировки для Насыщенной Воздухом Воды

Плотность воды изменяется в зависимости от количества воздуха, находящегося в ней. Стандартные уравнения для расчета плотности воды подходят только для чистой воды, без воздуха, а для воды, содержащей воздух, рекомендуется применять соответствующие корректировки.

При 20°C полностью газированная вода имеет плотность ниже, чем дегазированная вода, только менее, чем 2.5 части на миллион. Отсюда можно сделать вывод, что это можно игнорировать для большинства применений и нужно использовать только там, где это необходимо.

Трудно поддерживать воду в дегазированном состоянии на практике, и большинство пользователей пробуют полностью насытить воду, используя различные методы активации.

При диапазоне температуры от 0°C до 25°C, корректировки плотности воды для уравнений (в кг/м-3) , имея ввиду полностью негазированную воду, при температуре t°C следующие:



При температуре выше этого диапазона, дегазация воды не является серьезной проблемой и большинство измерений при высоких температурах не требуют самую высокую точность.
Пример
Какова плотность воды, насыщенной воздухом при температуре 12°C?
Плотность SMOW при 12°C есть 999.500 кг/м3.

Δρ корректировка плотности есть (–4.612 + (0.106 x 12))/1000 = –0.003 34 кг/м3.

Поэтому плотность насыщенной воздухом воды будет 999.500 – 0.0033 = 999.497 кг/м3.
Корректировка для Давления Воздуха

Стандартная таблица для плотности воды базируется на барометрическом давлении 101325 Паскаляl (1 атмосфера). Если для работы нужна более высокая точность, то иногда нужно делать корректировки для изменений давления воздуха.

Корректировка плотности ρ(P), при давлении P в Паскаль, при температуре t между 0°C и 40°C приводится в следующей формуле:



где

k0 = 5.074 x 10-10
k1 = -3.26 x 10-12
k2 = 4.16 x 10-14
ρ = некорректированная плотность (в кг/м3)
Пример

При температуре 20°C и давлении 101 325 Пa (1013.25 мбар), плотность SMOW из стандартного уравнения есть 998.2067 кг/м3. Барометрическое давление есть 955 00 Пa (955.0 мбар), как изменится плотность воды?

ρ(P) = 998.2067 x [1+(50.74·10-11-(0.326·10-11x20)+(0.000146x202))x(95500-101325)]

= 998.2067 — 998.2041

= 0.0026кг/м3

Изменение есть около 3 частей на миллион, и для такого большого изменения в давлении окружающей среды, иллюстрирует тот факт, что эта корректировка важна только для работы самой высокой точности.
Корректировка для Изотопного Состава

Измерения изотопного состава очень специализировано и такие данные вообще не доступны для обычного использования. К счастью, корректировки в изменениях этих параметров маленькие и редко применяются в каждодневной работе.

Когда изотопный состав образца известен, можно использовать следующее уравнение для корректировки плотности:

ΡS = ΡSMOW + (0.2333δ18 + 0.0166δd)

где

δ18 = [R18/R18(SMOW)]-1 = [R18/1993x10-6]-1
δ18 = [Rd/Rd(SMOW)]-1 = [R18/156x10-6]-1

где R18 есть отношение 18O к 16O и Rd есть отношение дейтериума к водороду
Подготовка Воды

Плотность воды, подготовленной с использованием лучших процедур, известна приблизительно в трех частях на миллион. Такая подготовка включает многократную дистилляцию де-ионизированной воды и ее сбор в чистой стеклянной емкости.

Однако, это не всегда возможно, или необходимо, таким образом производить подготовку воды, так как может быть не готов прибор для дистиллирования, или нет времени и дорого приготовить большой объем дистиллированной воды (для примера, при калибровке больших объемов или гидростатического взвешивания больших предметов).

Простая и дешевая альтернатива для дистиллированной воды это де-ионизированная вода. Возможно, наиболее прямой метод производства де-ионизированной воды-это использование действующего цилиндра де-ионизации для очистки водопроводной воды. Этот цилиндр со временем теряет способность де-ионизации и требует некоторого обслуживания. Простая проверка способности де-ионизационной системы- это измерение проходимости воды ежедневно (измеритель проводимости встроен в некоторые коммерческие системы).

В некоторых случаях более удобно и дешевле использовать водопроводную воду, если нужно очень большой объем воды. В таких случаях желательно использовать плотномер для проверки плотности воды перед каждым использованием, так как возможны существенные изменения в плотности этой воды в зависимости от времени и местоположения. Количество воздуха в воде быстро уменьшается при увеличении температуры. Водопроводная вода часто насыщается воздухом при температуре около 12°C. Если эту воду поместить в теплую комнату, скажем при 20°C, она освобождается от воздуха и на поверхности образуются микропузыри.

Нужно с большой осторожностью относиться к выполнению многократных дистилляций, так как может произойти изотопная фракцинация. Испытания показали, что при выполнении двух дополнительных дистилляций плотность воды может уменьшаться на 0.005 кг/м3. Это происходит вследствии того, что водные молекулы, состоящие из различных изотопов, имеют различные температуры кипения, и также разные плотности. Тяжелая вода (окись дейтериума 2H2O) имеет точку кипения 101.395°C в сравнении с 99.974°C для “водопроводной” воды, и имеет плотность 1105.3 кг/м3 при 20°C.
Микробы

Если контейнер с чистой водой в лаборатории открыт даже в течение короткого промежутка времени, то появление микробов почти неизбежно, и часто микробы семейства Pseudomonas(Синегнойной Палочки). Они размножаются намного быстрее в де-ионизированной воде, чем в дистиллированной.

При низких концентрациях, это приводит к тому, что они влияют на плотность воды следующим образом. Микробы имеют тенденцию цепляться за артефакты и провода, и таким образом, производится нерегулярное изменение эффекта поверхностного натяжения. При более высоких концентрациях они меняют плотность воды и могут быть опасны для здоровья.

Если предметы, например, гиря или сфера, покрыты этими микробами Pseudomonas, и высохли, то вычистить их очень трудно.

Очевидно, что очень нежелательная практика работы с артефактами плотности или гирями, если нужно протирать поверхность влажными тряпками для очистки от микробов.

Поэтому, мы рекомендуем, чтобы всегда после того, как вы достали предмет из ванны с водой, промыть его сильной струей дистиллированной воды. И только после этого положить сушить.

Большинство микробов уничтожается, если в воду добавить биоцид 2-бромо-2-нитро-1,3-пропанедиол (обычное название Бронопол) в концентрации приблизительно 50 миллиграмм на литр. Это увеличит плотность воды на 0.022 кг/м3

Раствор Бронопола токсичен, его нельзя вдыхать, глотать, он действует на кожу. Однако, при концентрации 50 частей на миллион, не представляет никакой опасности для здоровья.
Главная Корректировка для Жидкости

Когда предмет взвешен, балансирует в жидкости, например, в воде, давление жидкости вокруг предмета выше, чем атмосферное давление на поверхности, из-за веса жидкости, и это увеличение давления dp можно рассчитать следующим уравнением:

dp = h(ρL - ρa)g

где

dp есть давление в жидкости в Па (1Па — 0.01мбар)
h есть глубина погружения в м
ρl есть плотность жидкости в кг/м3
ρa есть плотность воздуха в кг/м3 (обычно 1.2)
g есть ускорение из-за силы притяжения в м/с2 (стандартное значение 9.80665)

Плотность жидкости зависит от давления, так что перед тем, как рассчитывать плотность жидкости, должна быть сделана главная корректировка dρ к атмосферному давлению на поверхности.
Пример

Сфера балансирует в емкости с чистой водой. Центр сферы расположен на 1.27 м ниже поверхности воды. Температура воды 22°C, и атмосферное давление 1013 мбар.

Каково давление воды и плотность вокруг сферы.

1013 мбар это 101 300 Па.

Плотность воды при 22°C и 1013 мбар приводится в разделе 19.2.1 и равна 997.773 кг/м3

Главное давление Dp есть: 1.27 x (997.773 – 1.2) x 9.806 65 и равно 124 12 Па или 124.12 мбар.

Поэтому вода вокруг сферы имеет следующее значение давления (1013 + 124.12) = 1137.12 мбар.

При температуре 22°C, это дает плотность 997.778 кг/м3.

Спасибо,познавательно,конечно,но мне тысячные,а уж тем более 10-тысячные как-то до лампочки. И мне абсолютно все равно,какой вес грузиков потребуется для огрузки поплавка,1г или 1г+1мг либо 1мкг. Да и сидеть и высчитывать вес по формулам,оно как-то не очень...
За информацию еще раз спасибо.

что это было :o :D

Жесть!Куда я попал? Чуть мозг не сломал!

Подскажите крючки с лопаткой для зимы нормально или нет.Спасибо.

Как правило,крючки с лопаткой тоньше крючков с колечком при одинаковых размерах(номерах),а соответственно и острее. Ведь на зимней рыбалке это более актуально,т.к. применяются гораздо мельче насадки(мотыль,репейник и т.д.). В основном,такого плана крючки применяются на стояих водоемах.

А почему нет?Нормально,даже очень!

Лично я пользуюсь именно с лопаткой,OWNER N16 темные с коротким цевьем. Сейчас купил красненькие тоже номера и диаметра. Буду пробовать. :) Вот только когда?

При прочих равных крючки с лопаткой немножко легче... Хотя нафига нам эти миллллиграмммы :)

Согласен,вес нам до лампочки. А вот толщина-вещь важная. Либо толстые,либо так себе толстенькие. ;) :)

Всем спасибо,успокоили.

Да на здоровье. Кушайте,не обляпайтесь. ;)

Ну а это зачем? Непонимаю...

Имхо,конечно,но на красные крючки, днём, белый рып на ВВ и Петриках клевал лучше,нежели на чёрные и жёлтые. кт:-/

Я не замечал разницы...