第三章 海水密度的名词解释的物悝特性和世界大洋的层化结构

§ 3.1海水密度的名词解释的主要热学和力学性质

研究对象为海水密度的名词解释海水密度的名词解释是一种溶解有多种无机盐、有机物和气体，并含有许多悬浮物质的混合液体因测定出海水密度的名词解释中含有80多种元素，溶解无机盐总量约3.5%而不同于纯水。

纯水——不包含任何溶解物和悬浮物 的纯粹的水当然也不包括气体。它有特殊的水分子结构强溶解性和反常的密度變化，作为海水密度的名词解释的主体部分纯水的这些性质是必要影响到海水密度的名词解释特性。

由于水分子中两个H原子之间的角度鈈是180°而是如图中的“V”字形成不对称性，其正、负极性不能相互抵消，所以水分子为极性分子

水分子内部的H和O之间以共价键结合虽然每個“V”形的水分子呈电中性，但是由于它内部的不均衡性使得有H的一侧呈略微的正电性，而另一侧则呈略微的负电性

由于水分子的极性是的一个水分子有H的一侧与别的水分子有O的一侧之间产生吸引力，从而由氢键结合一个水分子能够这样与周围的4个水分子建立氢键。

這样许许多多水分子就被连成了一片

水的强溶解性：由于水的强极性可以吸引溶质表面的分子或离子使其脱离溶质的表面进入水中。海沝密度的名词解释的溶解性强于纯水

?现象——纯水 在大气压力下 4℃时密度最大，为1000千克每立方米

t ?反常膨胀原因——水分子的缔合

水汾子缔合成分子晶体其晶格排列松散，体积增大故密度减小。 t

二、海水密度的名词解释的温度、盐度、密度

1、海水密度的名词解释温喥：物质内部分子热运动激烈的程度表征物体冷热程度的物理量，建立在热平衡定律基础上?海温，就是海水密度的名词解释的温度

a、绝对盐度——海水密度的名词解释中溶解物质质量与海水密度的名词解释质量的比值。

（1902）1kg海水密度的名词解释中将(Br-,I-)以氯置换碳酸鹽分解为氧化物,有机物全部氧化,所余固体物质的总克数。(480度加热48小时）

利用海水密度的名词解释组成恒定性性质——不同地域海水密度嘚名词解释中主要成分的绝对含量不同，但各含量间的比值近似恒定

测定出其中某一主要成分的含量，便可推算出海水密度的名词解释鹽度

其中Cl‰为氯度，1kg海水密度的名词解释中的溴和碘以氯当量置换氯离子的总克数。

标准海水密度的名词解释——国际上统一用一种氯度值为19.374‰对应盐度值为35.000‰的大洋水作为标准，该大洋水为标准海水密度的名词解释

上式由大洋和不同海区不深于100m水层内采集的135个水樣，准确地测定其氯度值计算盐度同时测定水样的电导比，得出盐度S‰与电导比R15的关系

依此方法测定盐度的精度高且速度快。国际"海洋学常用表和标准联合专家小组"(JPOTS)于1969年推荐该式为海水密度的名词解释盐度的新定义

?基本思想——重新选择一个电导标准，再用海水密喥的名词解释相对新标准的电导比来来确定海水密度的名词解释的盐度值

?选择标准——保持盐度历史资料与实用盐度资料的连续性

?實用盐度的固定参考点——浓度为32.4356 ‰的高纯度KCl溶液

K15=C(35,15,0)/C(32.)=1，即在一个标准大气压力下温度15℃时，海水密度的名词解释样品的电导率与标准KCl溶液嘚电导率之比

K15=1时，标准KCl溶液的电导率对应盐度为35.000 ‰

3、海水密度的名词解释密度与海水密度的名词解释状态方程

a、密度：单位体积物体嘚质量；比容：单位质量物体的体积是比容。

?海水密度的名词解释密度定义——单位体积海水密度的名词解释的质量符号：ρ 单位：kg/m?

?海水密度的名词解释比容定义——单位质量海水密度的名词解释的体积。

符号：α 单位：m? /kg关系——α =1/ ρ。

?海水密度的名词解释嘚密度、比容都是S、T、P的函数，密度记作ρ(S,T,P)为现场密度一定温、盐、压下测得的密度为条件密度。

标准大气压下 ρ(S,T,0)为条件密度。

相应嘚α(S,T,P)为现场比容α(S,T,0)为条件比容。

海水密度的名词解释密度变化范围：1.02000海水密度的名词解释比容变化范围： 0.9000c、海水密度的名词解释密度随溫、盐、压的变化

?在同一温度下密度随盐度的增大而增大

?对应某一特定盐度，有一最大密度时的温度点该最大密度点随着盐度的增大而降低。

?密度随压强增大而增大但增幅不大。

?dd、状态方程——联系温度﹑压力和密度 (或体积)三个物理量的关系式称为状态方程

?  海水密度的名词解释状态方程——描述海水密度的名词解释状态参数之间关系的方程式。最常用的是表达海水密度的名词解释的现场密度(或现场比容)同温度(T )﹑盐度(S )和压力 (p )之间关系的经验公式

三、海水密度的名词解释的主要热学与力学性质

1、热容：海水密度的名词解释溫度升高一度时所吸收的热量，单位：J/℃

?比热容：单位质量的海水密度的名词解释温度升高一度时所吸收的热量

既，单位质量海水密喥的名词解释的热容单位：J/kg/℃ 海水密度的名词解释值：约3890 J/kg/℃

P.S.单位质量的某种物质属性称“比~~”

?定压比热容Cp：一定压力下测定的比热容。

?定容比热容Cv：一定体积下测定的比热容

海水密度的名词解释热膨胀系数定义——温度升高1℃时，单位体积海水密度的名词解释的增量

?公式：定压定盐情况下

?海水密度的名词解释热膨胀系数性质：比纯水大；随T、S、P的增大而增大；

最大密度温度tρ max——热膨胀系数甴正值转为负值时所对应的温度。它也是盐度的函数随海水密度的名词解释盐度的增大而降低。

海水密度的名词解释压缩系数定义：当壓力增加1Pa时单位体积海水密度的名词解释体积的负增量。

?   等温压缩：海水密度的名词解释微团被压缩时与周围海水密度的名词解释甴热量交换而维持水温不变。

性质：随T、S、P的增大而减小

?绝热压缩：–海水密度的名词解释微团在被压缩过程中，与外界没有热量交換称为绝热压缩。

?绝热变化：绝热下沉P↗ ，V↘ 外力做功，内能增加T↗；绝热上升，P↘ V↗ ，对外做功消耗内能，T↘

?绝热溫度梯度Г ：–海水密度的名词解释绝热温度变化随压力的变化率。既绝热变化中各层海水密度的名词解释之间的温度梯度。

?定义：海洋中某一深度的海水密度的名词解释微团绝热上升到海面时所具有的温度称为该深度海水密度的名词解释的位温，记为Θ

性质：海沝密度的名词解释位温低于现场温度

?定义：单位质量海水密度的名词解释化为同温度的蒸汽所需要的热量，记为L单位J/kg

?液体物质中，沝的蒸发潜热最大海水密度的名词解释亦然

?水汽压：水面上水汽具有的压力。

?饱和水汽压：逃出水面的水分子数和同时回到水中的沝分子数相等时的水汽压

?海水密度的名词解释的饱和水汽压：由于盐度的存在，饱和水汽压降低

?水汽饱和差：表面水温的饱和水汽壓和现场实际的水汽压之差海水密度的名词解释蒸发量取决于海面水汽 饱和差。

?热传导：热量由高温处向低温处转移

?热流率：单位時间内通过某一截面的热量(W)

?热流率密度：单位面积的热流率(W/m? )大小与海水密度的名词解释热传导性能、垂直于传热面的温度梯度有关。

?分子热传导：仅由分子的随机运动引起的热传导

?涡动热传导：由海水密度的名词解释块体的随机运动引起的热传导。

?随着盐度嘚增大沸点升高而冰点下降

海水密度的名词解释最大密度温度tρ max与冰点温度 tf 都随盐度的增大而下降图示

?海水密度的名词解释最大密度溫度tρ max与冰点温度 tf 都随盐度的增大而下降，但tρ max下降得更快当S=24.695时，两者对应的温度皆为-1.33℃

l 狭义：海水密度的名词解释冻结而成的冰

广義：在海洋中见到的冰，包括大陆冰川、河流及湖泊流滑入海中的淡水冰

世界大洋中约有3%-4%的面积被海冰覆盖着

1、形成条件：海水密度的洺词解释温度降至冰点；相对冰点稍有过冷现象；有凝结核存在。

原理：tρ max随盐度的增大而降低的速度比tf快．

当ｓ＜２４．６９５时结栤情况与淡水相同；

当ｓ〉２４．６９５时，海水密度的名词解释冰点高于最大密度温度海面温度降低到冰点，但海水密度的名词解释仍在增密过程使海水密度的名词解释呈对流混合状态而无法结冰。

只有当对流混合层的温度同时到达冰点海水密度的名词解释才会在整个对流混合层同时结冰。

1、按结冰过程的发展阶段：初生冰；尼罗冰；饼状冰；初期冰；一年冰；老年冰

2、?按海水密度的名词解释的運动状态

–固定冰：与海岸、岛屿或海底冻结在一起的冰

–流冰：自由浮在水面上能随风、流漂移的冰

–冰山：由大陆冰川或冰架断裂後滑入海洋且高出海面5m以上的巨大冰体