33
\ begingroup美元

这仅仅是我。如果水槽更重的元素,那么整个海洋怎么能咸的?难道“盐”,因为它的密度,都沉到海底吗?从理论上讲,只有大海的最深处应该是咸的,而海洋的顶部不是。然而,世界上唯一的水不是咸来自雨水和河流。这怎么可能?

\ endgroup美元
6
  • 5
    \ begingroup美元 你的运气会好点的物理堆栈。这个问题完全是一个解决方案是什么。 \ endgroup美元
    - - - - - -约翰
    2019年7月22日17:40
  • 16
    \ begingroup美元 有时,在盐水泳池底部的海洋。看这个鳗鱼风险其生命探索:youtube.com/watch?v=ZwuVpNYrKPY \ endgroup美元
    - - - - - -克洛伊
    2019年7月22日21:49
  • 10
    \ begingroup美元 这个问题显然地球Science-specific答案江南体育网页版,应该保持开放。投票保持开放! \ endgroup美元
    - - - - - -uhoh
    2019年7月23日,在返回舱
  • 3
    \ begingroup美元 我漫步如果海洋卤水池有任何酷化石。我想很多鱼不能生存冒险,最终被盐永远守恒。 \ endgroup美元
    - - - - - -TomašZato
    2019年7月23日12:07
  • 4
    \ begingroup美元 @TomašZato有趣的是,有卤水池爱细菌生活——不确定他们得到能量,但是他们可能不会拒绝一条鱼的时候。 \ endgroup美元
    - - - - - -Volker西格尔
    2019年7月24日时间

11个答案11

39
\ begingroup美元

当溶解在水中,盐分解成钠离子和氯离子,与水分子结合,所以他们不能轻易下沉。然而,有一个倾向于淡水溪流漂浮在海水上升到顶部。这一问题所困扰的英国潜艇的达达尼尔海峡海峡在第一。几乎从淡水到密集的盐水,他们突然变得更活跃和不自觉地上升到表面,使其可见土耳其枪手在岸边。也有部分海洋哪里有游泳池的盐水躺在底部以这样一种方式,清楚地表明池发生任何潜水者看来,好像是一个游泳池在陆地上,所以在某些情况下很咸的水可以下沉。

\ endgroup美元
6
  • 10
    \ begingroup美元 请注意,这些卤水池你指的不是造成海水盐凝固,但盐从海底。 \ endgroup美元
    - - - - - -Jan Doggen
    2019年7月23日在苦求
  • 2
    \ begingroup美元 但这不是独立于是否盐吗?更像是不同的浓度(不同密度)和温度(不同密度)? \ endgroup美元
    - - - - - -彼得·莫特森
    2019年7月23日21:05
  • 2
    \ begingroup美元 @PeterMortensen是的,它适用于任何溶质。事实上,它不像盐水是100%生理盐水+水。但迈克尔说仍然适用一样——所有溶质的行为一样。最主要的是如何不同的解决方案组合——如果你让海水定居,你会得到一个相当均匀分布随着时间的推移,由于溶质从“咸”部分将迁移到“甜”部分(密度的差异并不足以克服单元能量较低的溶质浓度)——尽管我相信那不是真的一公里深的列的水。 \ endgroup美元
    - - - - - -Luaan
    2019年7月24日,在22
  • 1
    \ begingroup美元 潜艇引用是有趣的但我不能找到任何直接的来源。谁有一个参考? \ endgroup美元
    - - - - - -埃德加·H
    2019年7月24日10:05
  • \ begingroup美元 我主要的兴趣之一就是军事历史,我读过没完没了的书,看了很多电视纪录片,但我不记得哪些我看到这轶事。但是,我看到了它,我绝对不会做出来了。你最好找到一个原始的机会将阅读书籍或互联网文章战役,尤其是海军方面。潜艇和水雷。发挥了重要作用。 \ endgroup美元
    - - - - - -迈克尔Walsby
    2019年7月24日,可惜
30.
+ 100
\ begingroup美元

为什么海洋的盐不沉到水底?

因为没有任何“盐”,本身在海洋。盐,食盐(氯化钠)的化合物作为固体海洋中并不存在。溶解成钠离子和氯离子(带电原子)的海洋中所存在同质阶段(也就是说,“一件事”)。

说,与氯化钠溶于水确实是密度比纯净水,因为毕竟,钠和氯原子是氢和氧的原子密度比。这导致一个有趣的现象:你可以有层次更咸的水和盐分较低的水确实上升和下沉。有几个YouTube视频,证明这一点很好。例如这个视频显示染色盐和新鲜水,隔着一个障碍:

在这里输入图像描述

然后释放障碍时,盐水沉落:

在这里输入图像描述

一些其他的视频:一个两个

这对发展海洋环流现象是极其重要的,并且有强烈的影响着我们的气候。

\ endgroup美元
7
  • 1
    \ begingroup美元 “因为毕竟,钠和氯原子是氢和氧的原子密度比。”My understanding is that volume(water+salt) < volume(water)+ volume(salt), so that would also make it more dense. \ endgroup美元
    - - - - - -Acccumulation
    2019年7月24日22
  • 1
    \ begingroup美元 @Acccumulation液体的观点是非常重要的。气体,它的分子量比单个的氢原子和氧原子更重要:水他们是一个组合分子2 H <子> < /订阅> O。在这两种情况下,“钠和氯原子密度比氢和氧的原子”并不是一个好密度的描述。 \ endgroup美元 2019年7月24日在二二14
  • \ begingroup美元 @Acccumulation摩尔体积,无视聚集。 \ endgroup美元
    - - - - - -Gimelist
    2019年7月24日22:29
  • \ begingroup美元 @BryanKrause它是一个很好的描述外行,因为不管你怎么看,氯化钠是任何形式比水的密度(然而等价形式)。在这种情况下一个精确的技术说明是不必要的。 \ endgroup美元
    - - - - - -Gimelist
    2019年7月24日22:31
  • 1
    \ begingroup美元 @Gimelist溶解生理盐水的密度定义良好的吗?测量密度,质量除以体积,但你如何衡量,溶质体积?以来,就像我说的,体积是次加性,你如何定义解决方案的体积有多少来自溶质吗?体积是宏观特性。单个原子没有体积,在某种意义上,对应于普通意义。“量”是指一个对象的空间排除了其他对象,但原子并不排除其他原子占据同一个空间。 \ endgroup美元
    - - - - - -Acccumulation
    2019年7月24日22:40
11
\ begingroup美元

我一个普通物理栈交流报告的责任。江南电子竞技平台

为什么这是一个严重的问题吗

这是一个更大的问题比你可能给它的功劳。最终的问题是类似于问为什么所有大气中的空气分子不落在地上。你的问题来自于一个非常坚实的物理学原理,可以称为最小能量原理

基本的推导是如果您定义的权力施加一个力美元\ mathbf F_i美元在粒子速度$ \ mathbf v $$ $ P_i = \ mathbf F_i \ cdot \ mathbf v = | \ mathbf F_i | ~ | | \ mathbf v ~ \因为\θ,$ $牛顿定律,部队在一个粒子的总和美元\ sum_i \ mathbf F_i = m ~ \导{\ mathbf v} $是质量乘以单位时间内的变化速度,直接意味着权力对粒子的总和美元\ sum_i P_i = \点K美元是单位时间内动能的变化。拖拽力存在,他们反对相对运动,所以他们$ \ cosθ\ $是负的,他们将减少动能,\点K < 0。美元由于能量是守恒量(”的东西,“如果你想:如果你发现或多或少在一个盒子里,那么它必须来自别的地方哪里有更多或更少),最终拖部队抢能量从一个系统,直到最终在最低能量。

和这是一个非常有用的原则,例如你可以用它来很容易得出浮力的原理和有效力量,必须创建的流离失所的水产生效果;你不能做牛顿定律很容易当有许多小小小的水分子的力量,但你绝对可以比较总势能对象时底部的海洋,中间,和顶部。它无法描述某些诸如静摩擦(为什么我的笔记本电脑在我的桌子上,而不是在我的地板上? !),因为它不能告诉你多长时间这样的事情,最终需要一个假设的噪音扰乱你的“当地最低标准”等。

但是肯定的空气足够的时间如果是,落在地上它想要做什么。空气不想要落在地上。我们不能偷走了我们正常的解决方案,其他的事情就像“云为什么不下降,”“你认为什么是云实际上更像一个瀑布,有水滴的不断运动,水加热向上提升了周围的空气,因为它凝结但它最终倾向于减少但当它落在某一平面上再次蒸发,成为无形的所以可见膨胀不断被新的水滴形成和不断削弱了美联储下降水变成看不见的…”-不。这些混凝土粒子在某种程度上避免倒在地上,我们必须解决这个问题。

涨落耗散定理来拯救

所以原则描述我们所说的东西耗散、能源离开一个系统在另一个系统。这些盖茨总是双向的:能源通过两种方法。但主要是你没有注意到它,这就是关键原则如何帮助我们描述事物:能量总是流出,它从来没有在流动。

直到它。弹力球的能量扩散在所有不同自由度的地板,空气,但如果真的到0完全和完美,不过,这些空气很快就会撞它,开始横冲直撞、振动和移动——就不动。同样的东西,允许能量消散也必须提供恒定的能量波动,防止能源到0。

这些波动是集体理解为温度。温度是技术上只定义了一个系统,所有的自由度方面,它可以移动相同的平均能量,这是测量平均能量。温度定义了平均能量,这些波动的大小。所以在室温下例如我们会说,每个自由度都有26个兆电子伏,0.026 26“milli-electron-Volts”的能量,或一个电子的能量如果加速了一伏特电池。

那么,为什么熬夜?基本上,因为地板的分子是踢的空气分子与足够的能量达到上游的气氛。实际上他们不直接;空气分子撞到另一个空气分子在很短的距离:但它转移,其他粒子能量和动量,能量和动量转移到其他粒子最后的空气“喜欢”“挂”在地面附近,但波动导致撞到平均高度的温度。所以如果你把氮N的质量228阿姆河,重力加速度的9.8 N /公斤,你可以发现这26个兆电子伏意味着大气温度~ 9公里高吗平均而言,这让你一大笔到空气的对流层大幅开始瘦了。实际上理论认为,如果没有其他的发生和随机踢就发射粒子进入大气层,它会有一个随机采样高度根据指数概率分布,$ P (h) \ sim e ^ {- h /文本(9 \{公里})}$

同样为什么不盐分子落入海底吗?他们所做的,然后被踢回来。在海底的水是咸的。关键的区别在于问题的盐溶于水(如果它坚持水比坚持本身)或沉淀在水(最好坚持本身):更大的一块东西块绑定在一起会作为大大块然后热能不能踢它高。

这是一般的想法涨落耗散定理,即波动和耗散(在某些极其广泛的假设称为“细致平衡”)总是携手并进。任何能吸收光(损耗)必须辐射到太空(黑体辐射,一种波动)。每个电阻器也是一个噪声源(约翰逊噪声)。如果系统的能量可以流出到一些环境,那么它只会流出,直到他们有相同的平均能量水平,如果你试着去低,能量波动从环境中回流系统。

\ endgroup美元
4
  • \ begingroup美元 有趣。我要读它几次,直到沉(双关语的非常意)。 \ endgroup美元
    - - - - - -Gimelist
    2019年7月25日,在由
  • \ begingroup美元 我看不出这如何帮助。流体力学理论(HD)平均在牛顿踢腿和短意味着free-paths。更重要的是,高清是完全能够解释静态分层和密度梯度通过通量的差异减下来。FD-theorem你报价时通常只重要的粒子的平均自由路径变得相当或超过系统规模,否则高清很好。海洋和大气结构高度100公里。 \ endgroup美元 2019年10月10日20:25
  • \ begingroup美元 @AtmosphericPrisonEscape我认为你是过虑了吗?高清是平均场近似但FD是根本原因;OP要求是根本原因。 \ endgroup美元
    - - - - - -CR Drost
    2019年10月11日11:57
  • \ begingroup美元 我想这取决于OP。我不认为可以理解的问题的答案是,“盐溶解和不同密度的液体以下列方式”,可以扩展多通过挥臂FD。 \ endgroup美元 2019年10月11日12:15
8
\ begingroup美元

动荡,因为海水,几乎总是在移动中咸与新鲜水和波浪作用,一定程度上在地表水,布朗运动。在Fjordland年降雨量是如此之高(8000毫米),有一个永久的淡水层几米厚,你可以喝盐水从塔斯曼坐在深山入口。即使这一层没有明确的边界,而是一个混合层,盐和新鲜的水交换粒子和使均匀。不定期经验的水体循环停滞和缺氧组随着时间的推移,但化学溶液的数量的溶解盐仍然发生。

\ endgroup美元
    6
    \ begingroup美元

    咸的水质量密度更高,所以重力能量可以降低。不同浓度上升,直到自由能创造这么大的浓度差平衡重力能量变化。
    伊利诺伊大学香槟分校物理系

    做一些简化假设,他们发现:

    平衡浓度随深度指数上升,e倍每10公里左右。
    实际的海洋是搅拌电流,这平衡浓度的差异不存在。

    基本上他们说需要能源独立的齐次解成部分,或多或少地集中(密度,因此或多或少)。考虑到重力能量,接下去的能量最小状态列底部的水是咸的。

    \ endgroup美元
    5
    • 3
      \ begingroup美元 所以套用,盐水槽底部,但只有,这挑战者深渊的底部表面几乎是三倍咸吗? \ endgroup美元
      - - - - - -坦纳斯韦特
      2019年7月23日,在47
    • \ begingroup美元 @TannerSwett:这听起来正确的。“指数增长”之间并不是非常令人印象深刻的$ 0 $ $ 1 $。 \ endgroup美元
      - - - - - -Eric Duminil
      2019年7月23日15:23
    • 4
      \ begingroup美元 答案是否定的!盐度几乎不随深度变化。这是一个例子的挑战者深:link.springer.com/article/10.1007/s10872 - 005 - 0053 - z \ endgroup美元
      - - - - - -arkaia
      2019年7月24日18:38
    • \ begingroup美元 @arkaia伊利诺伊大学页面状态,实际的海洋不因为电流达到平衡状态。重力分异(在几千公里)是重要的地球内部,造成较重的元素下沉到核心。 \ endgroup美元
      - - - - - -基思·麦克
      2019年7月24日18:58
    • 4
      \ begingroup美元 然后制定问题的答案是,它不沉因为溶解和电流(方式)和温度梯度,防止平衡发生。我只是不想让人误解。盐在海洋中是相当均匀分布(河流附近除外)。盐度与深度的差异最小的温度梯度相比。 \ endgroup美元
      - - - - - -arkaia
      2019年7月24日19:19
    2
    \ begingroup美元

    但它确实,但根据每个盐的溶解度和密度。可溶性盐往往混合入水中,保持暂停。不溶性盐分离的解决方案,创造存款在海洋楼。

    一个著名的例子是“de-ironing”的海洋,当铁盐沉积在底部由于oxigenation海洋水,有氧的出现,时间的光合生物。

    大氧化事件:https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Oxidation_Event

    “氧气结合溶解铁在地球上的海洋形成不溶性铁氧化物,沉淀,形成一个薄层在海底”。https://en.wikipedia.org/wiki/Banded_iron_formation

    \ endgroup美元
    4
    • \ begingroup美元 地球化学家使用“盐”最常谈论可溶性化合物。我从未听说有人把不溶性化合物(氧化铁)作为一个“盐”。因此,尽管这个答案在技术上是正确的,它可能是有点误导。 \ endgroup美元
      - - - - - -Gimelist
      2019年7月24日吸
    • \ begingroup美元 盐,这种说法的回应,是酸和碱的反应(在最广泛的意义上,例如路易斯酸,等等)。所以铁是一个电子“给予者”,即。,a base, and Oxigen an electron "taker", i.e., an acid. The reaction "Fe+2 + O2 -> Fe+3 + O-2" (unbalanced, the signs are electric charge of the ion) means that Fe2O3 is a salt, in this sense. \ endgroup美元
      - - - - - -路易斯对峙
      2019年7月29日,在33
    • \ begingroup美元 不,特别是在海洋地球化学和地球化学的说法,“盐”总是可溶性化合物如卤化物,硝酸盐和硫酸盐。你的路易斯酸的定义包括太多的无机化合物使它有用的地球化学领域的。 \ endgroup美元
      - - - - - -Gimelist
      2019年7月29日20:57
    • \ begingroup美元 当然,地球化学有一个特定的术语。盐的化学一般有很多定义,最基本的是酸和碱性化合物之间的反应。这个问题的答案解释一些盐会沉积在海洋的底部,虽然。 \ endgroup美元
      - - - - - -路易斯对峙
      2019年8月12日,在39
    1
    \ begingroup美元

    然后是饱和的问题。盐能溶解在水中只在某种程度上。一旦程度超过了盐开始脱落,沉到地面。如果我记得很好限制水就是35克/升(取决于温度)

    \ endgroup美元
    2
    • \ begingroup美元 这似乎表明,(这个问题相反)盐沉到底。你能支持这个,即表明这种effct真的发生在海洋吗? \ endgroup美元
      - - - - - -Jan Doggen
      2019年7月25日,在33
    • \ begingroup美元 这个答案没有直接关系但当海水冻结(坐车)盐将consentrated沉到海底,这并降低盐consentration冰。 \ endgroup美元
      - - - - - -trond汉森
      2019年7月26日10:08
    1
    \ begingroup美元

    盐水槽底部的海洋。

    为什么?你的问题指的是盐。盐是一种固体化合物。取一块岩盐的氯化钠,把它扔到水里,它会沉到水底。原因是氯化钠的密度超过2 g / cm3高于海水的密度小于1.1克/厘米3

    当然,盐块将溶解的某个时候,不再存在。但是它没有盐了。然后只有快速和宽松的阳离子和阴离子在水中移动。

    \ endgroup美元
      1
      \ begingroup美元

      盐不沉到海洋和海洋底部,因为它溶于水!如果你想从海洋和海洋盐,试图蒸发他们:-)……

      \ endgroup美元
        1
        \ begingroup美元

        溶质的定义,能够溶解在溶剂中溶质原子间的引力不足以使分子在一起当包围了许多正面和负面的部分指控的溶剂。我不知道究竟有多少ion-dipole债券Cl -和Na +形式与H(部分电荷δ+)和O(部分电荷δ-),分别,但有足够的离子偶极子之间的关系这些原子之间的键Na和Cl并不足以让它以固体形式溶解成离子,形成离子偶极子债券和水。底部的海洋这些ion-dipole债券仍在影响(我不确定如何做上面的水的重量的压力影响这些离子偶极子债券然而)但海水的密度,如这个图我发现在谷歌,似乎密度随深度增加但是在1000米的海水似乎不能被压缩了,以增加其密度。在这里输入图像描述

        \ endgroup美元
          1
          \ begingroup美元

          实际上它确实。但thermo-haline冷水和上升流的循环,水混合。在停滞不前,盐会积累在底部。但洋流和不同温度的上升和下降水冲盐和移动。

          \ endgroup美元

            你的答案

            通过点击“发布你的答案”,你同意我们服务条款,隐私政策饼干的政策