По алфавиту:

Указатель категорий Физика Методы измерения плотности

Методы измерения плотности

Тип работы: Реферат
Предмет: Физика
Язык документа: Русский
Год сдачи: 2008
Последнее скачивание: не скачивался

Описание.

Расчётная работа

Выдержка из работы.

Содержание 

        Введение                                                                                                               3                                                                                                        

1     Плотность, относительная плотность                                                                4

2    Стеклянные ареометры                                                                                       7

2.1 Классификация ареометров                                                                                7

2.2 Устройство стеклянных ареометров                                                                  8

2.3 Основные технические характеристики ареометров                                     12

2.4 Принцип действия ареометра. Особенности шкалы                                      14   

2.5 Мениск                                                                                                                15

2.6 Капиллярная постоянная                                                                                 20

2.7 Уравнение равновесия ареометра в жидкости                                                24

2.8 Основы конструирования ареометра                                                              26

2.9  Поправка на капиллярность                                                                             28

2.10 Влияние температуры на показание ареометра                                             29

2.11 Пользование рабочими ареометрами                                                            30

3      Гидростатическое взвешивание                                                                      35

3.1   Определение плотности твердого тела                                                           35

3.2   Определение плотности жидкости                                                                 36

3.3   Гидростатическое взвешивание на весах общего назначения                     38 

3.4   Устройство гидростатических весов                                                              40

3.5   Принцип действия гидростатических весов                                                  44

3.6   Пользование гидростатическими весами                                                       48

3.7   Поверка гидростатических весов                                                                    50

4      Пикнометры                                                                                                      52

4.1   Устройство пикнометров                                                                                  52

4.2   Определение плотности жидкости                                                                  52

4.3   Определение плотности твердого тела                                                            56

4.4   Пользование пикнометром                                                                               57

        Заключение                                                                                                        60                                 

        Список использованной литературы                                                               61 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

     В данном курсовом проекте будут рассмотрены основные сведения о понятии плотности, об измерении плотности, методы и приборы, измеряющие плотность, их устройство, принцип действия, технические данные.

     Производственный  контроль плотности веществ актуален для многих производств. Плотность любого материала, независимо от агрегатного состояния, одна из основных физических характеристик.

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Плотность, относительная плотность 

     Плотностью  однородного вещества называется физическая величина, определяемая массой вещества в единице объема. Из формулы определения плотности

                                                                   (1.1) 

видно, что размерность плотности [?] можно выразить следующим образом:

     [?] = ML-3,                                                      (1.2)

     где М – размерность массы;

            L – размерность длины.

     Единицей  плотности в СИ является кг/м3, в СГС системе единиц – г/см3

     В некоторых отраслях науки и техники  в качестве характеристики вещества применяют относительную плотность, которая представляет собой отношение плотности рассматриваемого вещества к плотности другого (условного) вещества при определенных физических условиях. Следовательно, эта величина является безразмерной.

     В качестве условного вещества для  определения плотности жидких и твердых веществ обычно принимают дистиллированную воду.

     Относительную плотность газов обычно выражают по отношению к сухому воздуху или водороду.

     Относительную плотность можно также рассматривать  как отношение массы данного вещества к массе условного вещества, взятого в том же объеме при определенных условиях.

     Относительную плотность обозначают буквой ? с двумя дополнительными индексами (вверху и внизу). Верхнее число показывает температуру, при которой определена плотность исследуемого вещества, нижнее – температуру воды, к плотности которой отнесена плотность данного вещества. Например, означает, что плотность вещества, измеренная при 20°С, отнесена к плотности воды при 15°С.

     Разумеется, относительная плотность одного и того же вещества имеет различные числовые значения в зависимости от того, при какой температуре плотность воды принята за условную единицу.

     На  рисунке 2.9 приведены примеры отсчета показаний ареометров с учетом указанных выше правил округления.

     При измерении плотности одновременно определяют температуру жидкости, пользуясь термометром, встроенным в ареометр, или отдельным термометром с погрешностью показаний не более ±0,5°С. Для получения более точных результатов измерения, в особенности при работе с ареометрами, имеющими цену деления шкалы не более 0,001 г/см3 или 0,2% рекомендуется применять лабораторные термометры с ценой целения шкалы 0,1 или 0,2°С, погрешность показаний которых не превышает ±0,2°С.

     Когда диаметр цилиндра мал и не допускает  совместного погружения ареометра и термометра, температуру жидкости измеряют до и после погружения ареометра, принимая в расчет среднее из двух показаний термометра.

     После употребления ареометр и термометр  необходимо тщательно промыть в воде или в бензине (в зависимости от свойств испытуемой жидкости), насухо вытереть чистым полотенцем и уложить в футляры. Таким же образом промывают цилиндр и мешалку. Спиртомеры и применяемые с ними термометры по окончании измерений только протирают полотенцем.

     Так как в большинстве случаев  температура исследуемой жидкости отличается от нормальной температуры  ареометра, в показание прибора следует вводить поправку на температуру по формуле (2.13). Разность температур, начиная с которой практически целесообразно учитывать поправку, определяют для каждого конкретного случая в зависимости от соотношения между измеряемой плотностью, погрешностью показаний ареометра и значением поправки. Так, для нефтеденсиметров с ценой деления шкалы 0,0005 г/см3 поправку целесообразно вводить при разности температур примерно 15°С и более. 
 

     

 

     а – нефтеденсиметр, отсчет по верхнему краю мениска 0,7400+3·0,0005+0,5·0,0005=0,74175;

     б – денсиметр типа IIа, отсчет по нижнему краю мениска

     1,520+4·0,001–0,5·0,001 = 1,5235;

     в – сахаромер типа В, отсчет по верхнему краю мениска 5+3·0,2+0=5.6;

     г – спиртомер типа А, отсчет по нижнему краю мениска 16–4·0,1 + 1·0,1 = 15,7 

     Рисунок 2.9 – Примеры отсчета показаний рабочих ареометров (стрелка указывает направление возрастания числа на шкале) 

     Температурную поправку к показаниям клеемера определяют по специальной шкале, расположенной в верхней части стержня и охватывающей пределы от –7,5 до +2% по массе.

     При применении денсиметра плотность жидкости по его шкале определяют для той  температуры, которую имеет в  данный момент жидкость. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 Гидростатическое взвешивание 
 

     3.1 Определение плотности твердого тела 

     Для определения плотности твердое  тело взвешивают сначала в воздухе, а затем в жидкости, плотность  которой известна, и по полученным результатам измерения подсчитывают искомую плотность.

     Введем  следующие обозначения:

     m – масса тела, плотность которого определяют;

     vt – его объем при температуре t;

     vt1 – то же, при температуре t1,

     m1 – масса гирь, уравновешивающих тело в воздухе;

     v1 – объем этих гирь;

     m2 – масса гирь, уравновешивающих тело в жидкости;

     v2 – объем этих гирь;

       – коэффициент объемного теплового расширения тела;

       – плотность жидкости, в которую погружается тело, при температуре t;

       – искомая плотность тела при температуре t;

     D – средняя плотность воздуха во время взвешивания тела в воздухе и в жидкости;

     Dm – плотность материала, из которого изготовлены гири;

     g – местное ускорение свободного падения.

     Учитывая  действие выталкивающих сил, приложенных к телу и к гирям, уравнения равновесия весов при взвешивании тела сначала в воздухе при температуре t1, а затем в жидкости при температуре t можно записать в следующем виде:

       .                                         (3.1) 

     Заменяя vl и v2 соответственно на и и учитывая, что

     vt1= vt [1 + (t1–t), получим

      .                                 (3.2) 

     Вычтем  из первого уравнения (3.2) второе и пренебрежем членом, содержащим произведение D?T (ввиду его малости), тогда

     

,

     откуда  объем тела при температуре  t

      .                                           (3.3)

     Из  первого уравнения (3.2), отбрасывая малое слагаемое vtD?T(t1t), найдем выражение для определения массы тела

      .                                           (3.4) 

     Искомая плотность тела при температуре t определится делением массы на объем при той же температуре. Разделив уравнение (3.4) на (3.3), получим

      .                                        (3.5)

     Из  формулы (3.5) видно, что для определения плотности тела при заданной температуре необходимо, чтобы жидкость, в которой проводится взвешивание, имела указанную температуру.

     При весьма точных измерениях плотность  воздуха, входящую в выражения (3.3)–(3.5), определяют по формуле

      г/см3,                             (3.6)

     где t – температура воздуха, °С;

           P – барометрическое давление, мм рт. ст.;

           h – упругость водяных паров, содержащихся в воздухе, мм рт. ст. (определяется при помощи психрометра).

     Обычно оказывается достаточным принимать плотность воздуха равной 0,0012 г/см3.

     В качестве жидкости, в которой взвешивают тело, используется дистиллированная вода, плотность которой хорошо изучена. 
 

     3.2 Определение плотности жидкости 

     Для определения плотности жидкости данным методом в этой жидкости взвешивают какое-либо тело, масса и объем которого известны. Обычно в качестве такого тела используют цилиндрический стеклянный поплавок, снабженный вверху крючком (петлей) для подвешивания к проволоке, соединенной с чашкой весов. Поплавок изготовляют из термометрического стекла с известным коэффициентом теплового расширения. Внутри поплавка, в нижней части, помещен балласт.

...
Похожие работы:
© 2009-2018 Все права защищены — dipland.ru