Atbildot uz ierasto jautājumu "Cik sver litrs ūdens?" lielākā daļa cilvēku piedāvās ieskatīties rokasgrāmatā vai vienkārši teikt: "Viens kilograms". Patiešām, 400C temperatūrā un normālā atmosfēras spiedienā viena litra svars
destilēts, tas ir, bez jebkādiem piemaisījumiem, ūdens ir tieši 1 kg. Un kurš gan var viennozīmīgi atbildēt uz jautājumiem "Cik sver litrs ūdens no sāļā avota?" vai "Kurš ūdens ir smagāks - karsts vai auksts?"
Lai nenonāktu nepatikšanās, jums jāiepazīstas ar dažiem elementāriem fizikas likumiem. Lai iegūtu sīkāku informāciju, nekavējoties jāatzīmē, ka mūsu rakstā mēs nerunāsim par ūdens svaru, bet gan par tā masu. Atšķirība starp šiem terminiem ir tāda, ka masa ir matērijas daudzuma pamatrādītājs, un to mēra kilogramos, bet svars ir vērtība, kas parāda, cik lielu spēku ķermenis ar noteiktu masu spiež uz virsmu; tā mērvienība ir Ņūtons.
Lai atbildētu uz jautājumu, cik sver 1 litrs ūdens, vispirms apskatīsim, kādi rādītāji veido ķermeņa svaru. No fizikas kursamēs zinām, ka masa ir produkts
vielas blīvums uz brīvā kritiena paātrinājuma koeficienta, kas ir aptuveni vienāds uz visas mūsu planētas virsmas un ir vienāds ar 9,81 kg/m2. Šo divu daudzumu svārstības parāda vienas un tās pašas vielas masas atšķirību dažādos apstākļos.
Vispirms parunāsim par šķidruma blīvumu. Kā minēts iepriekš, tīra ūdens blīvums normālos apstākļos ir 1000 g/m3. Ja tam pievieno piemaisījumus, piemēram, sāli, tad blīvums palielināsies un ūdens kļūs smagāks. Runājot par objekta masas atkarību no temperatūras, visa jēga šeit ir vielu īpašībā izplesties karsējot. Tas nozīmē, ka attālums starp molekulām palielinās, un to kopējais skaits tilpuma vienībā samazinās, līdz ar to viela kļūst vieglāka. Tomēr ūdenim ir unikāla īpašība - tas izplešas ne tikai sildot, bet arī atdzesējot (tieši tāpēc ziemā plīst ūdensvadi). Ūdenim ir vislielākais blīvums sasalšanas temperatūrā, ar mazākajām termiskās skalas novirzēm tas kļūst vieglāks. Cik daudz litrs ūdens sver dažādās temperatūrās, ja vēlaties, varat apskatīt uzziņu grāmatā.
Atmosfēras spiediens neietekmē šķidruma masas svārstības tik daudz kā
temperatūra, un tās darbības rezultāts ir pretējs augstām temperatūrām. Pie augsta spiediena attālums starp molekulām samazinās, tāpēc tiks iekļauts vienāds tilpumsvairāk vielas. Tā rezultātā palielinās masa. To var viegli redzēt praksē, ja nosveriet saspiestā gaisa balonu un to pašu cilindru ar gaisu normālā spiedienā.
Starp citu, vai jūs zināt, cik litrs ūdens sver pie staba? par 0,5 procentiem vairāk nekā pie ekvatora. Šī parādība ir saistīta ar Zemes rotāciju ap savu asi. Tā dēļ, tuvojoties ekvatoram, palielinās centrbēdzes paātrinājums, un līdz ar to palielinās gravitācijas paātrinājums.
Tā domājot, jūs varat aprēķināt, cik litrs jebkura šķidruma sver un kā šis rādītājs mainīsies atkarībā no vides apstākļiem.
