V odpovědi na obvyklou otázku "Kolik váží litr vody?" většina lidí nabídne, že se podívá do příručky, nebo jednoduše řekne: "Jeden kilogram." Skutečně, při teplotě 400C a za normálního atmosférického tlaku hmotnost jednoho litru
destilovaná, tedy bez jakýchkoliv nečistot, voda je přesně 1 kg. A kdo dokáže jednoznačně odpovědět na otázky "Kolik váží litr vody ze slaného pramene?" nebo „Která voda je těžší – teplá nebo studená?“
Abyste se nedostali do problémů, musíte se seznámit s některými základními fyzikálními zákony. Pro upřesnění je třeba hned poznamenat, že v našem článku nebudeme hovořit o váze vody, ale o její hmotnosti. Rozdíl mezi těmito pojmy je v tom, že hmotnost je základním ukazatelem množství hmoty a měří se v kilogramech a hmotnost je hodnota ukazující, jakou silou těleso o určité hmotnosti tlačí na povrch; jeho jednotka je Newton.
Abychom odpověděli na otázku, kolik váží 1 litr vody, nejprve se podívejme, jaké ukazatele tvoří tělesnou hmotnost. Z kurzu fyzikyvíme, že hmota je produkt
hustota hmoty na koeficientu zrychlení volného pádu, který je přibližně stejný na celém povrchu naší planety a rovná se 9,81 kg/m2. Kolísání těchto dvou veličin nám dává rozdíl v hmotnosti stejné látky za různých podmínek.
Nejprve si promluvme o hustotě kapaliny. Jak bylo uvedeno výše, hustota čisté vody za normálních podmínek je 1000 g/m3. Pokud se k ní přidají nečistoty, jako je sůl, hustota se zvýší a voda se stane těžší. Pokud jde o závislost hmotnosti předmětu na teplotě, celá podstata je zde ve vlastnosti látek expandovat při zahřívání. To znamená, že vzdálenost mezi molekulami se zvětšuje a jejich celkový počet na jednotku objemu se snižuje, proto se látka stává lehčí. Voda má však unikátní vlastnost – roztahuje se nejen při zahřátí, ale i při ochlazení (právě kvůli tomu v zimě praská vodovodní potrubí). Voda má největší hustotu při teplotě mrazu, při sebemenších odchylkách tepelné stupnice se stává lehčí. Kolik litr vody váží při různých teplotách, pokud si přejete, můžete se podívat do referenční knihy.
Atmosférický tlak neovlivňuje kolísání hmotnosti tekutiny tolik jako
teplota a výsledek jejího působení je opakem vysokých teplot. Při vysokém tlaku se vzdálenost mezi molekulami zmenšuje, proto bude obsahovat stejný objemvíce látky. V důsledku toho dochází k nárůstu hmoty. To lze snadno vidět v praxi, pokud zvážíte válec se stlačeným vzduchem a stejný válec se vzduchem pod normálním tlakem.
Mimochodem, víte, kolik váží litr vody na pólu? O 0,5 procenta více než na rovníku. Tento jev je způsoben rotací Země kolem své osy. Kvůli tomu se odstředivé zrychlení zvyšuje, když se blížíte k rovníku, a proto se zvyšuje i zrychlení gravitace.
Při tomto uvažování můžete vypočítat, kolik váží litr jakékoli kapaliny a jak se tento ukazatel změní v závislosti na podmínkách prostředí.
