Densidad

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LGM-10-06 2010-junio

Densidad del Agua
En diferentes aplicaciones metrológicas, el agua es usada ampliamente como patrón de referencia de densidad para las determinaciones de densidad y volumen. En este boletín de La Guía MetAs se presenta, como la densidad del agua puede ser calculada usando la fórmula descrita en el trabajo de Tanaka et al (2001). AGUA (H2O) El agua es una sustancia quequímicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno. Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El agua cubre el 71 % de la superficie de la corteza terrestre. El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes. El agua esinsípida e inodora en condiciones normales de temperatura y presión.

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DENSIDAD DEL AGUA La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normaH2O lizada de 101 325 Pa (1 atmósfera), el agua líquida tiene una densidad máxima 999,974 9 kg·m-3 a los 3,983 035 °C. Al subir la temperatura,disminuye la densidad (por ejemplo, a 20 °C tiene 998,206 7 kg·m-3 y a 40 °C alcanza una densidad de 992,215 2 kg·m-3. La temperatura de 3,983 035 °C representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0 °Cdisminuye hasta 999,842 8 kg·m-3.

FÓRMULA M. TANAKA

FÓRMULA DE LA DENSIDAD DEL AGUA (M. TANAKA) La densidad del agua de VSMOW desaireado a una presión atmosférica de 101 325 Pa y a una temperatura t expresado en términos de la ITS-90 es dada como:

⎡ (t + a 1 )2 (t + a 2 ) ⎤ p = a 5 ⎢1 − ⎥ a 3 (t + a 4 ) ⎣ ⎦
Donde: a1/°C = -3,983 035 ± 0,000 67 a2/°C = 301,797 a3/°C = 522 528,9 a4/°C =69,348 81 a5/(kg·m-3)= 999,974 950 ± 0,000 84 La incertidumbre relativa de esta fórmula es de 1·10-6.

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VIENNA STANDARD MEAN OCEAN WATER (VSMOW) El agua natural se compone principalmente de isótopos de 1H (hidrógeno-1) y 16O (oxígeno-16), pero hay también una pequeña cantidad de isótopos más pesados como 2H (hidrógeno-2, Deuterio). La cantidad de óxidos de deuterio del agua pesada es tambiénmuy reducida, pero afecta enormemente a las propiedades del agua.

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El agua de ríos y lagos suele tener menos deuterio que el agua del mar. Por ello, se definió un patrón del agua según su contenido en deuterio: El VSMOW, o Estándar de Viena del Agua del Océano Promedio.

Deuterio

VSMOW, o Estándar de Viena del Agua del Océano Promedio, es un patrón del agua que define la...
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