Меню

Методы измерения объема твердого тела



Способ измерения объема твердого тела

Номер патента: 890162

Текст

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпа дедам изобретений н втерытнй(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОВЬЕМА ТВЕРДОГО ТЕЛА Изобретение относится к физико- химическим методам исследования твердых тел, а именно к измерению их объема для определения однородности и структуры веществ, численными характеристиками которых являются плотность и объем пористости.При исследовании пористости твердого тела измерение объема его навески, так называемые пикнометрические измерения, проводят с использованием целого ряда пикнометрических веществ как жидких, так и газообразных, отличающихся размерами и формой молекул.Зависимость величины плотности твердого пористого тела от размеров молекулы использованного пикнометрицеского вещества свидетельствует о наличии в объеме тела таких пор, которые доступны лишь молекулам веществ, дающих более высокое значение плотности, Использование такого метода позволяет определить не только характер пористости, но и рассчитатьвеличину объемов пор определенногоразмера. Для определения объема пор,включая супермикро- и микропоры,т.е. поры более 0,6 нм, объем исследуемого тела измеряют с помощью жидких пикнометрицеских веществ, например изооктана, октана, бензола и т.дт,размер молекул которых составляетоколо 0,6-0,7 нм, Это определение 1 Оосновано на том факте, цто плотностьпикнометрической жидкости остаетсяпостоянной во всем объеме измерительной системы и в пористости исследуемого тела, т,е. не изменяется при 15контакте, с твердым телом.Для определения объема наиболеемелкой открытой пористости в качестве пикнометрического вещества используют газы. Однако необходимым усво- Ювием для этого является полное отсутствие процесса адсорбции. В томслучае, когда зто условие не соблюдается, результаты измерения объематела и расчета его плотности не соответствуют действительным значениям,причем степень искажения действитель»ного значения объема непосредственнозависит от величины адсорбции в дан-.ной системе,Наиболееподходящим газом для пикнометрического исследования пористыхтел является гелий, молекула которого, состоящая из одного атома, имеет.наименьший размер, равный 0,2 нм, икоторый характеризуется чрезвычайнонизкой адсорбируемостью большинствомматериалов, Плотность пористого тела, измеренная с помощью гелия, эаСчет проникновения его молекул внаиболее мелкие поры, имеет наиболеевысокое значение по сравнению с плотностью по другим пикнометрическимвеществам и несет в себе чрезвычайноважную информацию о пористости данного тела,Известен способ экспериментальногоопределения объема навески веществапо газам, основанный на измерениидавления в камере с испытуемым образцом при сжатии воздуха в подключеннойк камере бюретке 1 1 .Основными недостатками способа являются необходимость использоватьртуть и необходимость точного измерения давления, что не позволяет проводить исследование образцов при повышенных температурах, например,более 500 К, в то время как известно,что пикнометрические измерения погазам, в том числе и по гелию, материалов, характеризующихся высокойадсорбционной активностью, напримеруглеродных адсорбентов, возможнылишь при температуре 600 К и выше.Наиболее близок к предлагаемомуспособ измерения объема твердого тела путем помещения его в камеру сизмеряемым объемом, вакуумированиякамеры, заполнения ее газом, например гелием, при определенном постоянном давлении и изменения объемакамеры до достижения в ней строгоопределенного давления, фиксируемого,например, чувствительным датчиком.Величина изменения объема камерыпозволяет рассчитать объем твердоготела 2 1Однако известный способ не позволяет проводить термодесорбционнуюподготовку исследуемого образца,требует тщательного вакуумированиякамеры и соблюдения постоянства температуры и первоначального давленияв системе. Использование переменного объема и чувствительного датчика,фиксирующего строго определенноедавление в системе, позволяет проводить измерения при температурахне выше 300-310 К, что ограничиваетассортимент исследуемых материаловлишь теми, которые не сорбируют ис 0 пользуемый пикнометрический газ, иассортимент пикнометрических газовтеми, которые не сорбируются исследуемым материалом.Цель изобретения — повышение точ 15 ности измерения, расширение ассортимента исследуемых материалов и применяемых пикнометрических газов иувеличение температурного диапазонаизмерений,20 укаэанная цель достигается тем,что исследуемый образец помещают в.камеру постоянного объема, черезкоторую с постоянной скоростьюпропускают пикнометрический гаэ,д например гелий, камеру нагревают донеобходимой температуры, например600-800 К, для термо-десорбционнойподготовки исследуемого образца,затем камеру отсекают от потока пикнометрического газа, а пикнометрический газ вытесняют из камеры потокомгаза-носителя, определяют при этомсодержани 1 з пикнометрического газав потоке газа-носителя, а объем вытесняемого телом газа.рассчитывают35как разность содержания пикнометрического газа в потоке газа-носителяв случае пустой камеры и камеры, заполненной исследуемым телом.Проводились сравнительные испыаотания известного и предлагаемогоспособов, Измерение объемов проводили с использованием гелия и азотав качестве пикнометрических газов попредлагаемому способу на специальноизготовленной установке и с помощьювоздушно-гелиевого пикнометра модели1303 фирмы Культроникс, принцип действия которого основан на известномспособе.5 О В таблице приведены величины плотностей (г/см ) ряда образцов раз личной природы, вычисленные из результатов экспериментального измерения объема навесок.5Как видно из результатов, представленных в таблице, при исследовании твердых тел, не адсорбирующих ге.ствует о том, что при использовании известного способа для определения объемов навесок микропористых углеродных адсорбентов полученные данные не отвечают действительному значению объемов и плотности. В то же время, величина объемов, измеренных по предлагаемому способу, обеспечивающему измерения при повышенной температуре, хорошо согласуется с результатами исследования пористой структуры образцов другими независимыми методами и подтверждает общепринятые положения о механизме развития микропористой структуры углей в процессе активирования.Эффективность предлагаемого способа состоит в том, что с его помощью впервые становятся возможными измерения объемов практически любых материалов по целому ряду газов (например гелий, водород, аргон, азот, криптон, кислород и т.д.) в широком интервале температур с.высокой точностью, что чрезвычайно важно для исследования структуры, дефектности материалов, изучения фазовых переходов при термической обработке, а так» же пористости и адсорбционных свойств адсорбентов и катализаторов. Известный способ Предлагаемый способ Образец Гелий, Т 600 К Азот, Т 700 К Непористаядвуокиськремния 2,45+о,о 5 2,55+0,05 2,48;О,О 2,48+001 1,28+0,04 125+005 Карбонизованный углеродный остатокфеноло-формальдегидногополимера 1,58+о,о 1,54+0,04 з,зо-,а, о 1,5 ЦО;о 2,10+0 10 1,540,01 5 89016 лий, величины плотности, рассчитанные. на основании измерения объема по предлагаемому и известному способам практически совпадают, причем измерение по предлагаемому способу от личается повышенной точностью. Относительная ошибка измерения по предлагаемому способу не превышает 2/ а согласно известному способу достигает гог и более. 1 ВРезультаты измерения непористой двуокиси кремния с использованием азота в качестве пикнометрического газа дают величину плотности с истинным значением (2,48 г/см) лишь по. предлагаемому способу при температуре 700 К, так как азот заметно адсорбируется двуокисью кремния при температуре 293 Х.Плотности микропористых углеродных 20 адсорбентов, рассчитанные иэ результатов измерения объемов по известному способу за счет адсорбции пикнометрического гзза превышают в 1,2-1,4 раза для гелия и в 4-7 раз для азота максимальное значение плотности мало-, эольных углеродных материалов, величина которой, измеренная с помощью рентгенографического метода, состав-. ляет 2,14-2,26 г/см. Это свидетель Термоотверженный фено- ло-формальдегидный полимер 1,24+0,01 Акт ивированныйуголь из феноло- формальдегидного полимера 63+00. Гелий,Т 293 К Азот Т 293 К890162 Продолжение табл. Образец Предлагаемый способЕФ Е 4 Е ФЕ 4 щ а Известный способ Гелий, Т 600 К Азот, Т 700 К Гелий,Т 293 К Азот Т 293 К1,73+0,01 То же 1,66+0,01 1,74+0,021,83+0,01 2,60+0,20 2,90+0,20 1 О+2 1,80+0,01 122 2,80+0,20 1, 86+0, 01 1 3+2 МУголь испольэовали с увеличивающеися степенью активирования.мИзменение объема феноло-формальдегидного полимера проводили при температуре 320 К,Формула изобретения Составитель В.АлексеевРедактор С,Тимохина Техред Т. Наточка Корректор С.Шекмар Заказ 10956/67 Тираж 91 0 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо д елам изобретений и открытий,4113035, Москва, Ж, Раушская наб д, /5 Филиал ППП «Патент», г.Ужгород, ул,Проектная,Способ измерения объема твердого тела путем определения объема газа, вытесняемого им из камеры, о т л ич а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, расширения ассортимента исследуемых материалов и применяемых пикнометрических газов и увеличения температурного диапазона измерений, через камеру постоянного объема, нагретую до необходимой температуры, пропускают поток пикнометрического газа, затем камеру отсекают от потока пикнометрического газа, а пикнометриеский газ вытесняют из камеры потоком газа-носителя, при этом определяясодержание пикнометрического газа впотоке газа-носителя, а объем вытес 2 з няемого телом газа рассчитывают какразность содержания пикнометрическогогаза в потоке газа-носителя в случаепустой камеры и камеры, заполненнойисследуемым телом,ЗО Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР й 324554, кл, О 01 й 15/08, 1967,2. Патент СИА У 345881,кл.б О 1 й 15/07, 1976 (прототип),

Читайте также:  Модуль упругости это единица измерения

Заявка

ОПЫТНОЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО «КРИСТАЛЛ» ПРИ ЛЕНИНГРАДСКОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ ИМ. ЛЕНСОВЕТА

МАТЮХИН ГЕННАДИЙ ВИКТОРОВИЧ, СЕВРЮГОВ ЛЕВ БОРИСОВИЧ, ИВАХНЮК ГРИГОРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

Источник

Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов

Лабораторная работа №4

ТЕМА: Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов.

Цель работы: научиться измерять объемы твердых тел и жидкостей.

Измерительные приборы: линейка, измерительный цилиндр (мензурка),

Оборудование: пробирка с водой, прямоугольный брусок, сосуд с водой два стакана разной вместимости (большой и маленькой) с водой, тела разной формы, обвязанные ниткой.

Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять. Осторожно! Стекло! Будьте осторожны при работе со стеклянной посудой. Помните, стекло – хрупкий материал, легко трескается при ударах.

Ход работы:
Объем — это физическая величина, которая характеризует свойство тел занимать ту или иную часть пространства

1.Рассмотрите измерительный цилиндр и ответьте на вопросы:

чему равна цена деления мензурки? в каких единицах измеряют с его помощью объём? чему равен предел измерения данной мензурки? чему равна погрешность измерения?

2.Перелейте воду из колбы в предложенные сосуды, затем в мензурку и измерьте объём налитой воды.

3. Результаты измерений запишите в таблицу.

Название сосуда с водой

Налейте в мензурку некоторое количество воды и измерьте объём воды в ней VВ Опустите на нитке в мензурку тело неправильной формы, чтобы оно полностью погрузилось в воду. Измерьте общий объём воды и тела V В+Т Вычислите объём тела по результатам измерений VТ Повторите действия с другими телами разной формы. Результаты измерений запишите в таблицу.

Измеряемая величина, см3

объём воды в
мензурке, VВ

объем воды вместе с телом, V В+Т

Часть 3 — Измерить объем деревянного бруска» (математическим способом)

измерьте с помощью линейки длину, ширину и высоту предмета, а, b, c рассчитайте объем предмета V = a • b • c Результаты измерений запишите в таблицу.

Объем бруска, см3

Что называют вместимостью сосуда? Как определить вместимость сосуда? Зависит ли результат измерения объема тела разных формы с помощью мензурки от начального количества жидкости, налитой в неё? Какие способы измерения объёма твердого тела вы использовали в данной работе? Когда можно применять их? Можно ли считать справедливым утверждение о том, что тело большего объема имеет большую массу, чем тело, объем которого меньше? Какой из способов определения объема тела является более универсальным и почему?

Источник

Лабораторная работа «Измерение объёмов твёрдых тел»

Лабораторная работа № 5.

Измерение объемов твердых тел, жидкостей и газов

Цель работы: научиться определять объемы твердых тел, жидкостей и газов несколькими способами и оценивать погрешности измерений.

Оборудование: линейка, брусок, тело неправильной формы на нити, химический стакан мензурка; отливной стакан.

Существует несколько методов определения объемов твердых тел.

Объем тела правильной формы, в частности бруска, можно вычислить за формулой

V=L·В·Н, где — длина бруска

Объем небольшого тела правильной или неправильной формы можно измерять c помощью измерительного цилиндра (мензурки). Для этого сначала определяют цену деления мензурки. Потом наливают в мензурку такое количество воды, чтобы тело можно было полностью в нее погрузить. Определяют объем воды в мензурке. После этого тело, объем которого нужно измерить, опускают на нити в воду и определяют общий объем воды и тела. Находят разность этих двух объемов (воды и воды с телом), которая и равняется объему исследуемого тела

Если тело не вмещается в мензурке, то его объем определяют с помощью отливной системы. Перед измерением стакан заполняют водой до отверстия отливной трубки. Во время погружения тела в отливной стакан из него выливается часть воды, которая по объему равняется объему тела. Подставляя под отливную трубку мензурку и измеряя объем воды, которая выливается в мензурку, определяют объем исследуемого тела.

Газы — это вещества, которые не имеют определенной формы, но имеют определенный объем. Объем газа равняется объему сосуда, в котором газ находится.

Задание 1. Измерить длину, ширину и высоту деревянного бруска, определить его

объем. Все результаты измерений и вычислений записать.

Задание 2. Измерить вместимость химического стакана. Продумать план действий.

Задание 3. Определить объем тела неправильной формы при условии, что его можно

полностью погрузить в воду в мензурке. Записать план действий и получить

Задание 4. Измерить объем тела неправильной формы при условии, что его нельзя

полностью погрузить в воду в мензурке. Записать полученный результат.

Задание 5. Перевернуть химический стакан и погрузить его в мензурку с водой. Почему

вода не заполняет стакан? Определить объем воздуха в стакане и запишите

Сделать выводы, ответив на вопросы (ответы должны быть полными):

При использовании какого средства измерения — линейки или мензурки — объем бруска был определен с большей точностью?

Как можно измерить объем тела неправильной формы?

Где в быту вы можете использовать умения, приобретенные при выполнении данной лабораторной работы?

Источник

Лабораторная работа «Измерение объема жидкости и объема твердого тела»

Лабораторная работа №1

Тема: Измерение объема жидкости и объема твердого тела

Цель: научиться определять объемы жидкостей и твердых тел

(правильной и неправильной формы)

Оборудование: мерный цилиндр или мензурка с водой, линейка тело

неправильной формы, тело, имеющее форму прямоугольного

Объем — это физическая величина , которая характеризует свойство тел занимать ту или иную часть пространства. Единицей объема в

международной системе единиц (СИ) является кубический метр (м 3 ).

кубический метр равен объему куба с ребром 1 м.

Если тело имеет правильную геометрическую форму, то, измерив линейные размеры, можно определить его объем с помощью соответствующих

объем тела, имеющего форму куба, вычисляется по формуле: , где – сторона куба.

объем тела, которое имеет форму прямоугольного

параллелепипеда, вычисляется по формуле: , где — длина тела; d — ширина тела; h — высота тела .

Опыт №1. Определение объема тела правильной формы

1. При помощи линейки измерьте длину, ширина и высоту сторон предмета. Полученные результаты запишите в таблицу №1.

2. Определите по приведённым формулам объем предмета правильной формы. Результат запишите в таблицу.

Объем жидкости и газа измеряют с помощью мерного цилиндра или мензурки. Для измерения объема жидкости с помощью мерного цилиндра (мензурки) необходимо:

а) перелить жидкость в мерный сосуд (она приобретет форму сосуда,

а ее верхняя граница будет находиться на определенной высоте в

зависимости от объема);

б) определить пометку шкалы, напротив которой расположена верхняя

граница столба жидкости; зная цену деления шкалы, вычислить объем .

Опыт №2 Определение объема жидкости

1. Определите цену деления мерного цилиндра, вместе с расчетами запишите в тетрадь полученное значение. С= ______(__).

2. Определите объем воды и запишите полученный результат. V =_____(__).

Опыт №3. Определение объема тела неправильной формы

Начальный объем воды V 1 , см 3

Объем воды и тела V 2 , см 3

1. Запишите в таблицу 2 начальный объем воды в мерном стаканчике.

2. Погрузите в воду тело неправильной формы полностью . Измерьте общий объем воды вместе с телом. Запишите в таблицу полученный объем V 2

3. Определите объем V тела неправильной формы по формуле: . Вычисления запишите в тетрадь. Заполните таблицу, указав полученный результат.

Ответьте письменно на вопросы, рассмотрев шкалу измерительного прибора:

1. Каков объем жидкости в цилиндре, если она налита до верхнего штриха шкалы?

2. Каков объем жидкости в цилиндре, если она налита до первого снизу штриха?

3. Каков объем жидкости помещается между ближайшими штрихами шкалы?

Анализ результатов эксперимента

Проанализируйте эксперимент и его результаты. Сформулируйте вывод, в котором укажите: какую физическую величину вы сегодня находили; какими приборами для этого пользовались; как вы считаете, измениться ли объем параллелепипеда, если его измерить при помощи мерного стаканчика?

Запишите вывод в тетради.

Лабораторная работа №1

Тема: Измерение объема жидкости и объема твердого тела

Цель: научиться определять объемы жидкостей и твердых тел

(правильной и неправильной формы)

Оборудование: мерный цилиндр или мензурка с водой, линейка тело

неправильной формы, тело, имеющее форму прямоугольного

Объем — это физическая величина , которая характеризует свойство тел занимать ту или иную часть пространства. Единицей объема в

международной системе единиц (СИ) является кубический метр (м 3 ).

кубический метр равен объему куба с ребром 1 м.

Если тело имеет правильную геометрическую форму, то, измерив линейные размеры, можно определить его объем с помощью соответствующих

объем тела, имеющего форму куба, вычисляется по формуле: , где – сторона куба.

объем тела, которое имеет форму прямоугольного

параллелепипеда, вычисляется по формуле: , где — длина тела; d — ширина тела; h — высота тела .

Опыт №1. Определение объема тела правильной формы

1. При помощи линейки измерьте длину, ширина и высоту сторон предмета. Полученные результаты запишите в таблицу №1.

2. Определите по приведённым формулам объем предмета правильной формы. Результат запишите в таблицу.

Объем жидкости и газа измеряют с помощью мерного цилиндра или мензурки. Для измерения объема жидкости с помощью мерного цилиндра (мензурки) необходимо:

а) перелить жидкость в мерный сосуд (она приобретет форму сосуда,

а ее верхняя граница будет находиться на определенной высоте в

зависимости от объема);

б) определить пометку шкалы, напротив которой расположена верхняя

граница столба жидкости; зная цену деления шкалы, вычислить объем .

Опыт №2 Определение объема жидкости

1. Определите цену деления мерного цилиндра, вместе с расчетами запишите в тетрадь полученное значение. С= ______(__).

2. Определите объем воды и запишите полученный результат. V =_____(__).

Опыт №3. Определение объема тела неправильной формы

Начальный объем воды V 1 , см 3

Объем воды и тела V 2 , см 3

1. Запишите в таблицу 2 начальный объем воды в мерном стаканчике.

2. Погрузите в воду тело неправильной формы полностью . Измерьте общий объем воды вместе с телом. Запишите в таблицу полученный объем V 2

3. Определите объем V тела неправильной формы по формуле: . Вычисления запишите в тетрадь. Заполните таблицу, указав полученный результат.

Ответьте письменно на вопросы, рассмотрев шкалу измерительного прибора:

1. Каков объем жидкости в цилиндре, если она налита до верхнего штриха шкалы?

2. Каков объем жидкости в цилиндре, если она налита до первого снизу штриха?

3. Каков объем жидкости помещается между ближайшими штрихами шкалы?

Анализ результатов эксперимента

Проанализируйте эксперимент и его результаты. Сформулируйте вывод, в котором укажите: какую физическую величину вы сегодня находили; какими приборами для этого пользовались; как вы считаете, измениться ли объем параллелепипеда, если его измерить при помощи мерного стаканчика?

Запишите вывод в тетради.

  • Свидетельство каждому участнику
  • Скидка на курсы для всех участников

  • 16 предметов
  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные наградные документы для учеников и учителей

Номер материала: ДБ-417591

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Сравнить или измерить © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.