上海交通大学：《海洋学导论》课程教学资源（课件讲稿）第三章 海水物理性质

上降文通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 第三章海水物理性质 授课教师：曾一非 船舶海洋与建筑工程学院◆ 1日日6

第三章 海水物理性质 授课教师：曾一非 船舶海洋与建筑工程学院

上游充大学 内容提要 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 海水组成(Constituents of Seawater) 海水的物理性质(Physical Property of Sea Water ©温、盐、密概念及之间关系 (Temperature Salinity Density) 国海冰(Sea Ice)

内容提要 海水组成(Constituents of Seawater) 海水的物理性质（Physical Property of Sea Water） 温、盐、密概念及之间关系（Temperature & Salinity & Density） 海冰（Sea Ice）

上游充通大兽 海水组成(Constituents of Seawater) SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 海水是复杂的多组分混合溶液 =淡水+无机盐+有机物+悬浮质+… ⊕ 海水中的化学元素目前测定有80多种 纯水占96.5%左右，含盐量约为3.5%。 单位 元素 平均浓度 范围 主要存在形态D (每kg海水) Br 67 ② m名 Br Rb 120 ② 队名 Rb+ Sr 7.9 ② ng Sr2+ cd 80 0.1-120 ng Cdc12 工 50 25-65 ng T0: Cs 0.29 ② 以名 Cs+ Ba 14 4-20 μ名 Ba2+ Hg 1 0.4一2 ng Hacl Pb 2 1-358 n名 PbC02,Pb(CO)2-3,PbCl+ U 3.3 ② μ名 0,C0,)g

海水组成(Constituents of Seawater) 海水是复杂的多组分混合溶液 =淡水+无机盐+有机物+悬浮质+…… 海水中的化学元素目前测定有80多种 纯水占96.5％左右，含盐量约为3.5％

上游充通大兽 海水组成(Constituents of Seawater) SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY Table 6.1 Major Constituents of Seawater at 34.32%0 Salinity Concentration in Parts-per-Thousand(%0) or Grams-per-Kilogram Constituent (g/kg) Percent by Weight Water Itself Oxygen 857.8 85.8% Hydrogen 107.2 10.7% The Most Abundant lons Chloride(CI-) 18.980 19% Sodium(Na*) 10.556 1.1% Sulfate (SO,) 2.649 0.3% Magnesium(Mg2*) 1.272 0.1%

海水组成(Constituents of Seawater)

上游究通大学 海水组成(Constituents of Seawater) SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 11种主要无机盐，占99.99%。 溶解成分的含量（溶度）>1毫克/千克 Table5.1 Major Constituents of Seawater Constituent Symbol g/kg in seawater! Percentage by weight chloride cr 19.35 55.07 sodium Na 10.76 30.62) sulfate s02 271 7.72 magnesium Mg2+ 1.29 3.68 99.36 calcium Ca2 0.41 1.17 potassium K 0.39 1.10 bicarbonate HCO, 0.14 0.40 bromide Br 0.067 0.19 strontium Sr2 0.008 0.02 boron B 0.004 0.01 fluoride F 0.001 0.01 total 99.99 From Riley and Skirrow,Chemical Oceanograply,Vol.1.2d ed.Copyright 1975 Academic Press,Orlando,Florida.Reprinted by permission

海水组成(Constituents of Seawater) 11种主要无机盐，占99.99%。 溶解成分的含量(溶度)>1毫克/千克

上游充通大兽 海水的物理性质 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 一、淡水(Fresh water) 分子结构(Molecular structure)):1个氧原子+2个氢原子 © 极性分子：不对称结构，正负极性不能相互抵消。 各水分子间因极性而互相结合，形成水分子缔合。温度升高促使缔合 分子分解，降温利于分子缔合。 Two hydrogen atoms.. share their elcctrons with one oxygen atom Electron (1 unit of charge) Nucleus (1 unit of charge) to form a water molecule held together by covalent bonds.. which acts as if it has negative and positive ends Figure 6.1 The formation of a water molecule

海水的物理性质 一、淡水(Fresh water) 分子结构(Molecular structure)：1个氧原子+2个氢原子 极性分子：不对称结构，正负极性不能相互抵消。 各水分子间因极性而互相结合，形成水分子缔合。温度升高促使缔合 分子分解，降温利于分子缔合

上游究通大学 海水的物理性质 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 溶解力强：水分子有很强的极性，容易吸引溶质表面的 分子或离子，使其脱离溶质的表面进入水中。 Salt Na Na Figure 6.4 Salt in solution.When a salt such as NaCl is placed in water,the positively charged hydrogen end of the polar water molecule is attracted to the negatively charged chloride ion,and Figure 6.3 Salt in the solid state.In the compound sodium chlo- the negatively charged oxygen end is attracted to the positively ride(NaCI),ionic bonds hold the sodium ions (Na)and chloride charged sodium ion.The ions are surrounded by water molecules ions(CI-)together. that are attracted to them,and they become solute ions in the solvent

海水的物理性质 溶解力强：水分子有很强的极性，容易吸引溶质表面的 分子或离子，使其脱离溶质的表面进入水中

上游究通大学 海水的物理性质 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 密度变化异常：不完全遵从“热胀冷缩” 淡水最大密度温度是4摄氏度 Maximum density=1 g/cm3 at3.98℃(39.2F) Density at0℃ 1.0 water）= Density slowly 0,999g/cm3 B increasing as heat is removed 0.999 0°C- Density at 10C (32F) =0.9997g/cm 0.998 CIO 0.997 Density at 20C =0.9981g/cm (Note break in density scale) 0.917 E -!D-Density at OC(ice) =0.917 3-2-10°C1234567891011121314151617181920 (32F) Temperature (C)

海水的物理性质 密度变化异常：不完全遵从“热胀冷缩” 淡水最大密度温度是4摄氏度

上游充通大兽 海水的物理性质 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 水的热性质特殊： 沸点(boiling point)和融点(melting point)、比热 (specific heat)、蒸发潜热(latent heat of vapor ization)等热性质比氧的同族化合物高（理论上的沸 点为-80℃，实际100℃) ©汽化等需消耗较多能量

海水的物理性质 水的热性质特殊： 沸点(boiling point)和融点(melting point)、比热 (specific heat)、蒸发潜热(latent heat of vaporization)等热性质比氧的同族化合物高（理论上的沸 点为-80℃，实际100℃） 汽化等需消耗较多能量

上游充通大兽 海水的物理性质 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 二、海水的热力学性质(Energetic property of sea water) 1)热容(heat capacity)、比热容(specific heat capacity) 热容：海水温度升高1K(或1C)所吸收的热量（J/K,J/C) 比热容：单位质量海水的热容。J/(Kkg),J/(kgC) ©海水的比热约3.89×103J/(kg℃) 空气的比热为1×103J/(kgC) ©海水热容量：空气热容量≈3100：1

海水的物理性质 二、海水的热力学性质(Energetic property of sea water) 1) 热容(heat capacity)、比热容(specific heat capacity) 热容：海水温度升高1K(或1℃)所吸收的热量（J/K，J/℃） 比热容：单位质量海水的热容。J/(K kg)，J/(kg ℃) 海水的比热约3.89×103 J/(kg ℃) 空气的比热为1×103 J/(kg ℃) 海水热容量：空气热容量≈3100:1