线状导体单位横截面积、单位长度的电阻就称作该导体的电阻率,以ρ表示,单位为Ω·m。其倒数为单位横截面积的电导,叫作电导率,以σ表示,单位为S/m。通常而言,横截面积为A、长为l的导电介质的直流电阻R为
海水电导率的定义与固体电导率一样,但影响海水电导率的因素要复杂得多。因温度、盐度,以及组成其各种粒子的比例不同,海水电导率值的范围在1~5 S/m。盐度对电导率的影响极大。纯水电导率的值比较低,一般在10-5 S/m的量级上,若将一定的食盐溶解于纯水中,则其电导率会显著变大,浓度为5%的溶液,其电导率值为6.45 S/m。
众所周知,不同区域中海水的盐度不同。如某些接近大陆的海水盐度为0.9%~2.8%(由于有河水汇入而盐度变小),在太平洋和大西洋,盐度在3.4%~3.8%范围内变化。大洋中盐的主要成分及相对占比见表1.4。
表1.4 大洋中盐的主要成分及相对占比
从表1.4给出的数据可以知道,海水中盐的主要成分是氯化物,还有部分镁、钙硫酸盐。海水中氯离子的成分占55%。对于不同的海区来说,氢离子的浓度是相对恒定的,p H值变化范围为7.2~8.6。由于海水和大气层大面积接触并且充分混合,所以海水被认为是氧气饱和的。
海水中很容易分解出氯离子,盐的浓度很大,其电导率也很高。大洋或海水的电导率可以看成是盐度和温度的单值函数。Accerboni和Mosettic(1967)总结出海水电导率的半经验公式:(www.daowen.com)
其中A=0.219 3,B=0.012 842,k=0.032,h=0.124 3,ε=0.009 78,T0=20,ς=0.000 165,S0=0.035。
图1.1绘出了随着海水盐度的变化而变化的电导率值。横坐标是海水的盐度,纵坐标是电导率。列出的关系曲线分别为海水温度在0℃、4℃、8℃、12℃、16℃、20℃和24℃时的七个值。
从给出的曲线图可以看出,当温度从0℃到24℃、盐度从0.6%到4%变化时,海水电导率的变化大约为0.6~6 S/m。可见海水电导率远远超过构成地球坚硬外壳的岩石电导率。正常温度下海床的电导率不超过0.1 S/m,石灰岩电导率的变化范围为10-3~10-2 S/m,火山岩的电导率甚至更小。
图1.1 不同温度和盐度条件下的海水电导率
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