Измерении плотности принцип архимеда

Гидростатические весы: история создания, составные части, методика использования

Для определения плотности жидкостей и твердых веществ необходимо знать их массу и объем. Если с измерением массы нет никаких проблем, то точное значение объема тела можно найти, если оно имеет известную правильную геометрическую форму, например, форму призмы или пирамиды. В случае, если тело имеет произвольную форму, стандартными геометрическими средствами точно определить его объем нельзя. Тем не менее измерить значение плотности жидкого или твердого тела можно с высокой точностью с помощью гидростатических весов.

Историческая справка

Вопросом измерения объема и плотности тел человечество интересовалось с давних времен. Согласно сохранившимся историческим свидетельствам, отмеченную проблему впервые с успехом решил Архимед, когда справился с данным ему поручением определить, является ли золотая корона поддельной.

Архимед жил в III веке до нашей эры. После его открытия человечеству понадобилось почти 2000 лет, чтобы создать изобретение, использующее в своей работе физический принцип, сформулированный греком. Речь идет о гидростатических весах. Изобрел их Галилей в 1586 году. Эти весы долгое время оставались основным способом точного измерения плотности разных жидкостей и твердых материалов. Фото гидростатических весов Галилея показано ниже.

Впоследствии появилась их разновидность — весы Мора-Вестфаля. В них вместо двух одинаковых рычагов использовался только один, на который подвешивался измеряемый груз, и вдоль которого скользили грузы известной массы для получения равновесия. Весы Мора-Вестфаля показаны ниже.

В настоящее время гидростатические весы редко можно увидеть в научных лабораториях. Они были заменены более точными и простыми в использовании приборами, такими как пикнометр или электронные весы.

Составные части весов Галилея

Данный прибор имеет два рычага одинаковой длины, которые могут свободно поворачиваться вокруг центральной горизонтальной оси. К концу каждого рычага подвешена чашка. Она предназначена для удержания гирь известной массы. Внизу чашек имеется крючок. К нему можно подвешивать разные грузы.

Помимо гирь, в комплект гидростатических весов входят два металлических цилиндра. Они имеют одинаковый объем, только один из них изготовлен полностью из металла, а второй является полым. Также в комплект входит стеклянный цилиндр, который при выполнении измерений заполняют жидкостью.

Рассматриваемый прибор используют для демонстрации закона Архимеда и для определения плотности жидкостей и твердых материалов.

Демонстрация закона Архимеда

Архимед установил, что погруженное в жидкость тело вытесняет ее, причем вес вытесненной жидкости точно равен действующей вверх на тело выталкивающей силе. Покажем, как, используя гидростатические весы, можно проверить этот закон.

К левой чаше прибора подвесим сначала полый металлический цилиндр, а затем — полный. На правую чашу весов положим гири, чтобы уравновесить прибор. Теперь заполним водой стеклянный цилиндр и поместим в него полный металлический груз левой чаши так, чтобы он погружался полностью. Можно наблюдать, что вес правой чаши окажется больше, и равновесие прибора нарушится.

Затем наберем в полый верхний цилиндр воду. Будем наблюдать, как весы вновь восстановят свое равновесие. Поскольку объемы металлических цилиндров равны, то получается, что вес вытесненной полным цилиндром воды будет равен выталкивающей его из жидкости силе.

Ниже рисунок наглядно демонстрирует описанный опыт.

Измерение плотности твердых тел

Это одна из основных задач весов для гидростатического взвешивания. Эксперимент выполняется в виде следующих шагов:

  • Измеряется вес тела, плотность которого следует найти. Для этого оно подвешивается к крючку одной из чаш, а на вторую чашу кладутся гири соответствующей массы. Обозначим найденное этим способом значение массы груза символом m1.
  • Измеряемое тело полностью погружают в стеклянный цилиндр, заполненный дистиллированной водой. В таком положении снова производят взвешивание тела. Предположим, что измеренная масса была равна m2.
  • Вычисляют значение плотности ρs твердого тела по следующей формуле:

Здесь ρl = 1 г/см 3 — плотность дистиллированной воды.

Таким образом, чтобы определить плотность твердого тела, необходимо измерить его вес в воздухе и в жидкости, плотность которой известна.

Определение плотности жидкостей

Принцип Архимеда, положенный в основу работы гидростатических весов, позволяет проводить измерения плотности любой жидкости с помощью рассматриваемого прибора. Опишем, как это делается:

  • Берется произвольный груз. Это может быть металлический сплошной цилиндр или любое другое тело произвольной формы. Затем, груз погружают в жидкость с известной плотностью ρl1 и измеряют массу груза m1.
  • Этот же груз полностью погружают в жидкость с неизвестной плотностью ρl2. Записывают значение его массы в этом случае (m2).
  • Измеренные значения подставляют в формулу и определяют плотность жидкости ρl2:

В качестве жидкости с известной плотностью часто используют дистиллированную воду (ρl1 = 1 г/см 3 ).

Таким образом, гидростатические весы Галилея достаточно просто использовать для определения плотности веществ и материалов. Точность измеренных ими результатов лежит в пределах 1 %.

Источник

Архимедова сила: что это такое и как действует

Рассказываем, почему железные корабли не тонут, а воздушные шары летают, что такое «эврика» и при чём здесь Дональд Дак.

Гениальный учёный Архимед, живший в древнегреческих Сиракузах в III веке до нашей эры, прославился среди современников как создатель оборонительных машин, способных перевернуть боевой корабль. Другое его изобретение, «Архимедов винт», по сей день остаётся важнейшей деталью гигантских буровых установок и кухонных мясорубок. Мир обязан Архимеду революционными открытиями в области оптики, математики и механики.

Его личность окутана легендами, порой весьма забавными. С одной из них мы и начнём нашу статью.

«Эврика!». Открытие закона Архимеда

Однажды царь Сиракуз Гиерон II обратился к Архимеду с просьбой установить, действительно ли его корона выполнена из чистого золота, как утверждал ювелир. Правитель подозревал, что мастер прикарманил часть драгоценного металла и частично заменил его серебром.

В те времена не существовало способов определить химический состав металлического сплава. Задача поставила учёного в тупик. Размышляя над ней, он отправился в баню и лёг в ванну, до краёв наполненную водой. Когда часть воды вылилась наружу, на Архимеда снизошло озарение. Такое, что учёный голышом выскочил на улицу и закричал «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!».

Он предположил, что вес вытесненной воды был равен весу его тела, и оказался прав. Явившись к царю, он попросил принести золотой слиток, равный по весу короне, и опустить оба предмета в наполненные до краёв резервуары с водой. Корона вытеснила больше воды, чем слиток. При одной и той же массе объём короны оказался больше, чем объём слитка, а значит, она обладала меньшей плотностью, чем золото. Выходит, царь правильно подозревал своего ювелира.

Так был открыт принцип, который теперь мы называем законом Архимеда:

На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела.

Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда.

Формула силы Архимеда

На любой объект, погружённый в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Таким образом, вес объекта, погружённого в воду, будет отличаться от его веса в воздухе в меньшую сторону. Разница будет равна весу вытесненной воды.

Чем больше плотность среды — тем меньше вес. Именно поэтому погрузившись в воду, мы можем легко поднять другого человека.

Выталкивающая сила зависит от трёх факторов:

  • плотности жидкости или газа (p);
  • ускорения свободного падения (g);
  • объёма погружённой части тела (V).

Сопоставив эти данные, получаем формулу:

Как действует сила Архимеда

Поскольку сила Архимеда, действующая на тело, зависит от объёма его погружённой части и плотности среды, в которой оно находится, можно рассчитать, как поведёт себя то или иное тело в определённой жидкости или газе.

Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.

Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.

Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно.

Сила Архимеда в жидкости: почему корабли не тонут

Корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Но если корабль получит пробоину и пространство внутри заполнится водой, то общая плотность судна увеличится, и оно утонет.

В подводных лодках существуют специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом в зависимости от того, нужно ли уйти на глубину или подняться ближе к поверхности. Тот же самый принцип используют рыбы, наполняя воздухом специальный орган — плавательный пузырь.

На тело, плотно прилегающее ко дну, выталкивающая сила не действует. Это учитывают при подъёме затонувших кораблей. Сначала судно слегка приподнимают, позволяя воде проникнуть под него. Тогда давление воды начинает действовать на корабль снизу.

Но чтобы поднять корабль на поверхность, необходимо уменьшить его плотность. Разумеется, воздух в получившем пробоину корпусе не удержится. Поэтому его заполняют каким-нибудь лёгким веществом, например, шариками пенополистирола.

Примечательно, что эта идея впервые пришла в голову не учёным, а авторам диснеевского комикса, в котором Дональд Дак таким образом поднимает со дна яхту Скруджа Макдака. Датский инженер Карл Кройер (Karl Krøyer), впервые применивший метод на практике, по собственному признанию вдохновлялся «Утиными историями».

Сила Архимеда в газах: почему летают дирижабли

В воздухе архимедова сила действует так же, как в жидкости. Но поскольку плотность воздуха обычно намного меньше, чем плотность окружённых им предметов, выталкивающая сила оказывается ничтожно мала.

Впрочем, есть исключения. Воздушный шарик, наполненный гелием, стремится вверх именно потому, что плотность гелия ниже, чем плотность воздуха. А если наполнить шар обычным воздухом — он упадёт на землю. Плотность воздуха в нём будет такая же, как у воздуха снаружи, но более высокая плотность резины обеспечит падение шарика.

Этот принцип используется в аэростатах — воздушные шары и дирижабли наполняют гелием или горячим воздухом (чем горячее воздух, тем ниже его плотность), чтобы подняться, и снижают концентрацию гелия (или температуру воздуха), чтобы спуститься. На них действует та же выталкивающая сила, что и на подводные лодки. Именно поэтому перемещения на аэростатах называют воздухоплаванием.

Источник

Измерение плотности

Определяйте плотность твердых, жидких и вязких веществ при помощи весов и комплекта для измерения плотности

Для определения плотности твердых веществ лучше всего подходят методы измерения выталкивающей силы и вытеснения, основанные на законе Архимеда. В обоих методах используется жидкость с известной плотностью, которая не вступает в реакцию с образцом, но тщательно смачивает его. В жидкость можно добавить смачивающий реагент.

Встроенное приложение на весах предоставляет пошаговые инструкции. В весах серии Excellence запрограммированы рабочие процессы для пяти различных методов определения плотности. В весах начального и базового уровней заданы рабочие процессы для двух методов.

Помимо комплекта для измерения плотности, требуется дополнительное стеклянное грузило объемом 10 мл. Плотность рассчитывают по разности веса грузила в воздухе и в жидкости. В качестве альтернативы можно использовать пикнометр или цифровой плотномер.

Корзинку из комплекта для измерения плотности можно перевернуть так, чтобы более легкие образцы удерживались под жидкостью и не всплывали на поверхность. Если воздействие выталкивающей силы на корзинку слишком велико, поместите дополнительный вес на верхнюю грузоприемную чашку комплекта и повторите процедуру измерения. Также можно использовать другую контрольную жидкость с меньшей плотностью.

Добавьте в контрольную жидкость несколько капель смачивающего реагента. Оставьте ее на ночь, чтобы вышел весь растворенный газ. Используйте мягкую кисть для очистки образца и комплекта от пузырьков.

На точность измерения плотности влияет допуск метода (влияние пузырьков и т. д.), точность измерения температуры и взвешивания. Каждое измерение на ЛЮБЫХ весах характеризуется погрешностью. Понимание источника этой погрешности — залог точных результатов взвешивания. Точность прибора для взвешивания определяется не его дискретностью, а воспроизводимостью и минимальным весом нетто образца.

Чтобы выбрать подходящие весы, нужно знать наименьшую массу, которую планируется взвешивать, и необходимую точность результатов (т. е. допуски).

Глобальный стандарт взвешивания МЕТТЛЕР ТОЛЕДО GWP ® помогает подобрать правильные весы с учетом специфики применения. Бесплатную рекомендацию по весам можно получить у местного представителя МЕТТЛЕР ТОЛЕДО. Определите, отвечают ли имеющиеся весы вашим требованиям к качеству.

Согласно стандарту ISO 1183-1, необходимы весы с дискретностью 0,1 мг или ниже, при этом желательно, чтобы масса образца составляла не менее 1 г. С точки зрения минимального веса нетто взвешивание образцов массой не менее 1 г на весах с дискретностью 0,1 мг выполнять допустимо. Однако помимо необходимой точности весов следует учитывать и технологические допуски процессов. Бесплатная услуга МЕТТЛЕР ТОЛЕДО GWP ® Recommendation поможет подобрать весы для конкретной задачи.

Процедура измерения плотности состоит из нескольких этапов. Иногда приходится некоторое время ждать, пока показания стабилизируются. Поэтому можно легко растеряться, особенно при одновременном выполнении нескольких задач. Встроенное приложение на весах предоставляет пошаговые инструкции. Каждую инструкцию необходимо подтверждать, нажимая кнопку «OK», поэтому оператор всегда знает, на каком этапе находится.

Подключите сканер штрихкода к весам, чтобы быстро и без ошибок считывать такие метаданные, как идентификатор образца, номер партии, номер заказа и т. д. При помощи принтеров МЕТТЛЕР ТОЛЕДО серии P-50 можно распечатывать эти метаданные, результаты, а также дату и время измерения.

При проведении серии определений плотности используйте функцию статистики на весах МЕТТЛЕР ТОЛЕДО. Она быстро построит тренды для данных и поможет принять правильные решения в процессе работы.

В весы XPE, XSE, MS-TS, ML-T и ME-T встроена база данных со значениями плотности часто используемых эталонных жидкостей. Значение плотности корректируется исходя из вводимой температуры.

Приложение для анализа плотности на весах XPE, XSE и MS-TS делает все вычисления за пользователя. Достаточно только ввести температуру и выбрать используемую контрольную жидкость. Весы записывают значения веса и автоматически вычисляют плотность.

Приложение для анализа плотности на весах MS-TS, ML-T и ME-T помогает создать отчет о сериях измерений. Отчет можно распечатать или сохранить на USB-накопителе. Весы XPE и XSE в сочетании с программным обеспечением LabX имеют более гибкие настройки. Отчеты можно дополнять графиками и диаграммами и отправлять прямо в систему LIMS или ERP.

Плотность — важный показатель качества сырья и готовой продукции. Существуют различные способы точного определения плотности твердых, вязких и жидких материалов, таких как металлы, пластмассы, химические вещества, смазочные материалы и продукты питания.

Определение плотности для контроля качества

Неоднородность сырья, на которую указывает изменение плотности, может пагубно сказаться на качестве конечного продукта. Путем измерения плотности сырья проверяют чистоту материала. Если вместо указанного вещества в состав входит более дешевый заменитель, измеренная плотность смеси будет отличаться от плотности чистого вещества.

Показатели плотности также используют для проверки однородности. Если изготовленная деталь не будет однородной, ухудшатся такие важные ее характеристики, как прочность и сопротивление растрескиванию. Например, пузырек воздуха внутри детали может привести к ее поломке при нагрузке. Проверка деталей методом случайной выборки — простой и экономичный способ контроля качества в процессе производства.

Почему так важно точное взвешивание

В лаборатории гравиметрическое определение плотности проводят с помощью методов, основанных на законе Архимеда (ареометрический метод), принципе вытеснения и использовании пикнометра.

Самый распространенный метод измерения плотности основан на действии выталкивающий силы, возникающей согласно закону Архимеда: тело, погруженное в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Этот древний принцип, предложенный приблизительно в 200 г. до н. э., и сегодня служит для гравиметрического определения плотности. В этом методе точность результатов напрямую зависит от точности взвешивания.

Перейдите в один из следующих разделов, чтобы узнать больше:

Процедура измерения плотности

Ареометрический метод: закон Архимеда в действии

Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость частично или полностью, действует выталкивающая сила, направленная вверх. Величина этой силы равна
весу жидкости, вытесняемой телом.

Твердое вещество взвешивают в воздухе (A), а затем во вспомогательной жидкости (B) с известной плотностью. Плотность твердого тела ρ можно рассчитать следующим образом:

ρ = плотность образца;

A = вес образца в воздухе4

B = вес образца во вспомогательной жидкости;

ρ0 = плотность вспомогательной жидкости;

ρL = плотность воздуха.

Необходимо учитывать температуру жидкости, поскольку ее колебания могут изменять плотность на величину от 0,001 до 0,1 на один градус Цельсия. Изменения
проявляются в третьем знаке после запятой.

Гравиметрический метод, выталкивающая сила Гравиметрический метод, вытеснение Пикнометр Цифровой плотномер
Методы Стакан для вспомогательной жидкости стоит на грузоприемной платформе или располагается под весами Стакан для вспомогательной жидкости стоит на весах Стеклянный сосуд определенного объема Осциллирующая трубка
Образцы
  • Твердые вещества
  • Жидкости (со стеклянным грузилом)
  • Пастообразные вещества (сферическое грузило из металла)
  • Жидкости (со стеклянным грузилом)
    Твердые вещества
  • Жидкости, взвеси
  • Порошок
  • Гранулы
  • Жидкости
  • Газы
Преимущества
  • Быстрый процесс
  • Гибкость в отношении размера образца
  • Можно использовать уже имеющиеся весы
  • Быстрый процесс
  • Можно использовать уже имеющиеся весы
  • Точный метод
  • Можно использовать уже имеющиеся весы
  • Быстрый процесс
  • Точный контроль температуры элементами Пельтье
  • Автоматическое измерение плотности
  • Образцы малого объема
Недостатки
  • Чувствительность к температуре
  • Необходимо тщательно увлажнение образца
  • Не должно быть воздушных пузырьков
  • Чувствительность к температуре
  • Требуется большой объем образца
  • Чувствительность к температуре
  • Трудоемкость
  • Требует времени
  • Не должно быть воздушных пузырьков
  • Вязкие образцы требуют внесения поправки на вязкость (функция доступна в современных приборах)

Если известны масса и объем образца (твердого вещества или жидкости), его плотность можно рассчитать по формуле:


Проблемы определения объема

Точно взвесить образец достаточно просто, а правильно определить объем бывает затруднительно.

Метод гидростатического взвешивания (использующий закон Архимеда) решает проблему определения объема, поскольку он предполагает взвешивание образца в двух разных средах (в воздухе и в жидкости). Таким образом, в обоих случаях объем можно считать постоянным.

В простой версии метода вытеснения объем твердого тела определяют по увеличению уровня жидкости, в которую опускают образец.
И наоборот, путем погружения объекта с известным объемом в жидкость с неизвестной плотностью можно определить разницу в весе (в воздухе и в жидкости) для дальнейшего расчета плотности жидкости.

Пикнометр — специальная стеклянная колба, как правило, известного объема. Чаще всего его применяют для определения плотности жидкостей. Пикнометр сначала взвешивают пустым, а затем заполняют исследуемой жидкостью. Плотность образца вычисляется как разность результатов взвешивания (т. е. масса образца), деленная на объем пикнометра.
Пикнометр также применяют для определения плотности порошков или гранул.

Полая стеклянная трубка совершает свободные колебания с определенной частотой. При наполнении трубки частота ее колебаний изменяется: чем больше масса образца, тем ниже частота. Цифровые плотномеры измеряют частоту и преобразуют ее в плотность.

В следующей таблице приведено сравнение этих четырех методов.

Гравиметрический, выталкивающая сила Гравиметрический, вытеснение Пикнометр Цифровой плотномер
Методы Стакан для вспомогательной жидкости стоит на грузоприемной платформе или располагается под весами Стакан для вспомогательной жидкости стоит на весах Стеклянный сосуд определенного объема Осциллирующая трубка
Образцы
  • Твердые вещества
  • Жидкости (со стеклянным грузилом)
  • Пастообразные вещества (сферическое грузило из металла)
  • Жидкости (со стеклянным грузилом)
    Твердые вещества
  • Жидкости, взвеси
  • Порошок
  • Гранулы
  • Жидкости
  • Газы
Принцип измерения для
твердых образцов
Образец взвешивают сначала в воздухе, затем при погружении во вспомогательную жидкость с известной плотностью.

Плотность твердого образца можно определить по известной плотности жидкости и двум значениям массы.

ρ = плотность образца;
A = вес образца в воздухе;
B = вес образца во вспомогательной жидкости;
ρ0 = плотность вспомогательной жидкости;
ρL = плотность воздуха Вспомогательную жидкость с известной плотностью взвешивают до и после погружения образца (для непосредственного измерения разности масс можно использовать тару).

По разности масс и плотности жидкости можно определить объем образца. На основании объема и массы образца рассчитывают его плотность Пикнометр сначала взвешивают пустым, а затем заполненным жидкостью с известной плотностью. В очищенный и высушенный пикнометр добавляют порошок. Затем сосуд взвешивают для определения веса порошка. После этого пикнометр заполняют той же жидкостью, причем порошок не должен в ней растворяться. Сосуд снова взвешивают. Затем определяют вес вытесненной жидкости и рассчитывают плотность порошка н/д Принцип измерения для
жидких образцов Контрольное тело с известным объемом (стеклянное грузило) взвешивают один раз в воздухе и один раз в жидкости с неизвестной плотностью.

Плотность жидкого образца можно определить по известному объему контрольного тела и двум значениям массы.

ρ = плотность жидкого образца;
α = поправочный коэффициент для учета выталкивающей силы воздуха (0,99985);
A = масса контрольного тела в воздухе;
B = масса контрольного тела в жидкости;
V = известный объем контрольного тела;
ρL = плотность воздуха Вес жидкости с неизвестной плотностью измеряют до (тарирование) и после погружения контрольного тела (стеклянного грузила или металлической сферы).

По разности масс и известному объему контрольного тела можно определить плотность жидкого образца Пикнометр сначала взвешивают пустым, а затем заполненным жидким образцом. Плотность жидкости вычисляется как разность результатов взвешивания, деленная на объем пикнометра. Образец заливают в полую U-образную стеклянную трубку в приборе. Плотность образца определяется измерением частоты вибрации трубки. Чем ниже частота вибрации, тем выше плотность образца

Существует множество стандартов и нормативных документов, регламентирующих методы определения плотности. Вот некоторые из них:

  • ISO 1183-1. Пластмассы. Методы определения плотности непористых пластмасс.
  • OIML G 14. Руководство по измерению плотности.
  • ASTM-D-792. Стандартный метод определения плотности и удельного веса.

Стандарт ISO 1183-1 предписывает использовать аналитические весы с четырьмя десятичными разрядами.

Путаница с объемной плотностью

Объемная плотность — это мера того, сколько частиц, частей или кусочков содержится в измеренном объеме. Объемная плотность не является свойством самого материала. Эта величина включает пустоты между частицами или объектами, а также пустоты внутри самих объектов. Объемная плотность может изменяться при работе с материалом. Например, при встряхивании контейнера детали внутри него оседают, и общая объемная плотность увеличивается.

Нужна помощь?

Плотность — очень важный показатель качества сырья и готовой продукции. Существует множество факторов, которые необходимо учитывать, чтобы получать точные результаты измерений. Если вам нужна помощь при определении плотности, в выборе подходящих весов или комплекта для измерения плотности, команда МЕТТЛЕР ТОЛЕДО с удовольствием поможет.
В случае сомнений обратитесь к специалистам!

Проблемы при измерении плотности

Безусловно, самой большой источник ошибок при измерении плотности — ограниченная смачиваемость образца. При погружении образца в жидкость крайне важно избавиться от всех пузырьков, которые прилипают к образцу и поверхностям оборудования. Любые оставшиеся пузырьки увеличивают выталкивающую силу и искажают расчет. (Пузырек диаметром 1 мм создает выталкивающую силу 0,5 мг.) МЕТТЛЕР ТОЛЕДО рекомендует:

  • Пользуйтесь смачивающим реагентом или органическими жидкостями (изменением плотности дистиллированной воды при добавлении пары капель смачивающего реагента можно пренебречь).
  • Обезжиривайте твердые вещества, стойкие к действию растворителей.
  • Регулярно очищайте оборудование.
  • Не прикасайтесь к погружаемым компонентам голыми руками.
  • Используйте тонкую кисть для удаления оставшихся пузырьков воздуха.

Твердые вещества обычно настолько нечувствительны к колебаниям окружающей температуры, что соответствующее изменение их плотности пренебрежимо мало. Однако поскольку в измерении участвует вспомогательная жидкость, температуру необходимо учитывать. На жидкости температура оказывает большее влияние и вызывает изменение плотности от 0,1 до 1 ‰ на 1 °C.

Этот эффект заметен уже в третьем знаке после запятой. Для получения точных результатов рекомендуем во всех измерениях плотности всегда учитывать температуру вспомогательной жидкости. Эти значения можно найти в специальных справочных таблицах. Плотности наиболее важных эталонных жидкостей (H2O и этанола) хранятся в памяти весов.

Как было сказано выше, взвешивание играет значимую роль в точном определении плотности, поэтому важно использовать подходящие весы. Из-за небольшой массы образцов необходимо учитывать ограничения прибора по минимальному весу нетто. Если масса взвешиваемого образца меньше этого значения, нужный уровень точности не может быть гарантирован.

Ручная регистрация данных образца, значений веса и расчета плотности также занимает много времени и может сопровождаться ошибками.

Решения МЕТТЛЕР ТОЛЕДО для определения плотности

На большинстве аналитических и технических весов МЕТТЛЕР ТОЛЕДО с дискретностью 1 мг или выше можно определять плотность ареометрически при помощи специального комплекта, который устанавливается за пару минут.

Определение плотности с использованием весов — это простая и удобная процедура. Она дает более точные результаты, чем другие методы, в которых объем образца определяется независимо от веса. Для выполнения этой процедуры не нужно приобретать специализированное оборудование — достаточно установить на стандартные лабораторные весы комплект для измерения плотности. Это делает покупку такого комплекта очень рентабельной. При помощи комплекта с дополнительным стеклянным грузилом известного объема можно определять плотность жидких образцов.

Встроенное приложение для измерения плотности дает пошаговые инструкции, которые упрощают анализ даже для начинающих операторов. Преимущества комплекта:

  • гибкая адаптация к особенностям процессов;
  • автоматические расчеты плотности твердых веществ и жидкостей, включая компенсацию изменений температуры контрольной жидкости;
  • статистическая оценка нескольких образцов;
  • все результаты, включая данные пользователя, идентификатор образца, номер партии, дату и время, можно распечатывать либо сохранять на USB-накопителе.

Измерение плотности крупных образцов

Для анализа больших образцов, которые не помещаются в комплект для измерения плотности, МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает оснастить технические весы с дискретностью 0,1 г и 0,01 г специальным крюком. Принцип измерения плотности остается таким же: образец взвешивают в воздухе, затем в контрольной жидкости.

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector