Jagten på frisk drikkevand – de kostbare dråber

 

Opgave 3: Ferskvand flyder på saltvand

Betragt en vandsøjle og forklar, hvorfor tyngdekraften kan skrives ved

Ft = ρ·A·h·g

hvor ρ er densiteten, A er søjlens tværsnitsareal, h er søjlens højde, og g er tyngdeaccelerationen.

Tyngdekraften på en søjle ferskvand (i en boring inde på kysten) og en søjle saltvand (fra havet ned gennem sedimentet) er lige store ifølge princippet om forbundne kar (via det dybe saltvand i undergrunden). Ferskvandets densitet sættes til 1000 kg/m3, havvandets densitet sættes til 1025 kg/m3.

  • Vis tommelfingerreglen, der siger, at ferskvandssøjlen er 1/40 højere end saltvandssøjlen.
  • Grundvandsstanden i en boring vest for Holstebro er 2,1 m over havniveau. Hvor langt er der ned til saltvandsgrænsen?

Eksperiment

Vi kan selv udføre et forsøg med forbundne kar. Brug Databogen til at finde den præcise mængde salt, der skal opløses i vand for at saltindholdet (saliniteten) svarer til vesterhavsvand. Tommelfingerreglen ovenfor blev udledt for pæne værdier for densiteterne. Brug Databogen til at checke, om tommelfingerreglen også gælder i dette tilfælde.

Tag en gennemsigtig plastslange, fx 2 meter lang. Bøj den på midten og klem sammen, så der ikke er passage mellem rørene. Hæld ferskvand (vandhanevand) i det ene rør og saltvand i det andet rør. Vandstanden skal stå lige højt i hvert rør. Hvis røret er for tyndt, kan man få problemer med luftlommer, så vælg en passende rørdiameter.

Sammenklemningen løsnes, så de to kar med ferskvand og saltvand forbindes. Mål højdeforskellen og undersøg, om tommelfingerreglen holder.