Методы измерения плотности

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 [ρ] можно выразить следующим образом:

     [ρ] = 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 ρ 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.

     Относительную плотность жидких и твердых тел  в настоящее время принято  выражать отношением плотности вещества при нормальной температуре (20°С) к плотности дистиллированной воды при температуре 4°С. При таком условии относительную плотность обозначают . В тех случаях, когда плотность воды при 4°С можно принять равной 1 г/см3, относительная плотность вещества численно совпадает с его плотностью при 20°С, выраженной в граммах на кубический сантиметр (именно имея в виду это числовое совпадение, часто вместо относительной плотности говорят просто плотность).

     Исключение  из указанного выше определения составляет морская вода, относительная плотность которой вычисляется как отношение плотности при температуре 17,5°С к плотности дистиллированной воды при 17,5°С. Следовательно, относительная плотность морской воды обозначается так: .

     Плотность различных веществ колеблется в весьма широких пределах.  

Таблица 1.1 – Значения плотности некоторых газов при температуре 0°С и давлении 1,0332 кг/см²=760 мм рт. ст. (101322 Па) составляют 

 

Таблица 1.2 – Плотность жидкостей при t=20°C и p=1 кг/см² (98066 Па) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1.3 – Плотность твердых тел (средние значения) при t=20°C и

р=1 кг/см² (98066 Па)