Задачи на солёность и минерализацию природных вод
Общее количество растворённых минеральных веществ, т.е. солей, в 1 кг морской воды, впрочем, как и воды соляных озёр (рапы), в отдельных случаях, воды глубоких водоносных горизонтов, взятое по массе (в граммах), называется солёностью воды. Средняя солёность воды Мирового океана составляет 35 г солей, растворённых в 1 кг морской воды, т.е. 0, 035 долей килограмма (Л.К. Давыдов и др. Гидрология. Гидрометеоиздат., Л., 1973). Солёность рапы соляных озёр может достигать 200 и даже 400 г/кг (например, озёра Баскунчак, Эльтон, Мертвое море и др.). Тоже можно отнести и к рассолам глубоких подземных водоносных горизонтов. В океанологической и лимнологической практике солёность выражается в тысячных долях, т.е. промилле (от лат. pro mille – за тысячу), и обозначается S ‰, то же, что и г/кг. В гидрогеологии чаще используется понятие минерализации. Размерность величины минерализации г/л (г/дм3) или для низкоминерализованных вод мг/л. Перевести солёность в минерализацию и обратно возможно при помощи величины плотности, что видно из подробно рассмотренных задач №№ 1 – 36. Значения плотности воды при выбранной температуре для данной величины солёности можно взять из соответствующего справочника, либо экспериментально замерить её с высокой точностью специальным прибором – ареометром.
Задача 1 Минерализация морской воды равна 20, 25 г/л, а её плотность при температуре 200С 1, 0125 г/см3. Определить солёность этой воды в ‰. Решение: 1). 1, 0125 г/мл = 1, 0125 кг/л = 1012, 5 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию. 1012, 5 г данной морской воды занимает объём 1 л 1000 г, т.е. 1 кг этой воды - Х л Х = 1000 · 1: 1012, 5 = 0, 9877 л Именно этот объём воды «весит» 1 кг. 2). Составим вторую пропорцию: В 1 л морской воды содержится 20, 25 г солей В 0, 9877 л - Х г солей Х = 0, 9877 л · 20, 25 г/л = 20, 00 г. Столько солей содержится в воде, объёмом 0, 9877 л или массой 1 кг. 3). Таким образом, концентрация солей составляет ровно 20 г/кг или солёность равна 20‰. Ответ: соленость данной воды 20 ‰.
Задача 2 Минерализация морской воды равна 10, 05 г/л, а её плотность при температуре 200С 1, 0053 г/см3. Определить солёность этой воды в ‰. Решение: 1). 1, 0053 г/мл = 1, 0053 кг/л = 1005, 3 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию. 1005, 3 г данной морской воды занимает объём 1 л 1000 г, т.е. 1 кг этой воды - Х л Х = 1000 · 1: 1005, 3 = 0, 9947 л Именно этот объём воды «весит» 1 кг. 2). Составим вторую пропорцию: В 1 л морской воды содержится 10, 05 г солей В 0, 9947 л - Х г солей Х = 0, 9947 л · 10, 05 г/л = 9, 997 г. Столько солей содержится в воде, объёмом 0, 9947 л или массой 1 кг. 3). Таким образом, концентрация солей составляет 9, 997 г/кг или солёность равна 9, 997 ‰. Ответ: соленость данной воды 9, 997 ‰.
Варианты задач 1 и 2 Величины плотностей морской воды даны для произвольных температур
Задача 19 Солёность рапы соляного озера составляет 120 ‰, и плотность при 200С 1, 0857 г/мл. Определить минерализацию данной рапы в г/л. Решение: 1). 1, 0857 г/мл = 1, 0857 кг/л = 1085, 7 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию. 1085, 7 г данной рапы имеют объём 1 л 1000 г данной рапы (рассола) - Х л Х = 1000 · 1: 1085, 7 = 0, 9211 л Т.е. 1000 г рапы имеют объём 0, 9211 л. 2). 120 ‰ = 120 г/кг, следовательно, в 1 кг рапы содержится 120 г солей, но ведь 1 кг рапы занимает объём 0, 9947 л, следовательно, можно записать 120 г/кг = 120 г/0, 9211 л. 3). Составим вторую пропорцию: 120 г солей содержится в 0, 9211 л рапы Х г - в 1 л Х = 120 · 1: 0, 9211 = 130, 28 г/л Ответ: минерализация воды равна 130, 28 г/л.
Задача 20 Солёность рапы соляного озера составляет 260 ‰, и плотность при 200С 1, 1972 г/мл. Определить минерализацию данной рапы в г/л. Решение: 1). 1, 1972 г/мл = 1, 1972 кг/л = 1197, 2 г/л и др. Выберем удобную для дальнейших расчётов размерность, например, последнюю. Составим первую пропорцию. 1197, 2 г данной рапы имеют объём 1 л 1000 г данной рапы (рассола) - Х л Х = 1000 · 1: 1197, 2 = 0, 8353 л Т.е. 1000 г рапы имеют объём 0, 8353 л. 2). 260 ‰ = 260 г/кг, следовательно, в 1 кг рапы содержится 260 г солей, но ведь 1 кг рапы занимает объём 0, 8353 л, следовательно, можно записать 260 г/кг = 260 г/0, 8353 л. 3). Составим вторую пропорцию: 260 г солей содержится в 0, 8353 л рапы Х г - в 1 л Х = 260 · 1: 0, 8353 = г/л Ответ: минерализация воды равна 311, 27 г/л.
Варианты задач 19 и 20 Величины плотностей рапы даны для произвольных температур
|
