Главная  Измерения массы в промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 [ 169 ] 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207

Если G - вес вещества и V - его объем, то удельный вес определяется формулой

<=- , (5

За единицу удельного веса принимается удельный вес такого вещества, единица объема которого притягивается к Земле с силой, равной единице силы (например, ньютон на кубический метр, килограмм-сила на кубический метр, дина на кубический сантиметр).

Плотность и удельный вес вещества связаны между собой таким же соотношением, как масса и вес:

Т = (52)

где g - местное значение ускорения свободного падения;

а - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц рассматриваемых величин.

В то время как плотность тела не зависит от его местонахождения на поверхности Земли, удельный вес изменяется в зависимости от того, в какой точке земного шара находится это тело (на территории СССР - более чем на 0,3%). Поэтому удельный вес не является справочной величиной.

Если величины, входящие в формулу (52), выражены в разных системах единиц, то коэффициент пропорциональности (2=#=1 и возможны такие случаи, когда числовые значения плотности и удельного веса весьма близки друг к другу или даже совпадают. Полное совпадение наблюдается лишь в тех точках земной поверхности, где местное значение ускорения свободного падения равно 9,80665 м/с2 (нормальное ускорение свободного падения). Так, например, когда плотность выражается в единицах СИ или МКС (т. е. в кг/м^), а удельный вес - в единицах МКГСС (т. е.

в кГ/м^), коэффициент пропорциональности а= , поэтому

у,80dd5

значения плотности в кг/м^ и удельного веса в кГ/м^ совпадают. Аналогичным образом численно совпадают удельный вес, измеренный в Г/см, с плотностью, измеренной в г/см. Следует отметить, что это совпадение нередко приводит к смешению понятий плотность и удельный вес .

Для тех мест, где ускорение свободного падения отличается от нормального, разницей между числовыми значениями удельного веса и плотности, выраженными соответственно в кГ/м^ и кг/м^ (или в Г/см и г/см), можно пренебречь лишь в тех случаях, когда она мала в сравнении с погрешностью измерений или расчетов.

Если величины, входящие в формулу (52), выражены в одной системе единиц, то коэффициент а=1, т. е. числовые значения Удельного веса и плотности не могут совпасть.



§ 137. Зависимость плотности жидкости от температуры и давления

Плотность вещества, как правило, уменьщается с возрастанием температуры и увеличивается с повыщением давления. Исключение составляет вода - ее плотность при нагревании от О до 4° С увеличивается.

При фазовых превращениях вещества плотность изменяется скачкообразно, причем при переходе из жидкого состояния в твердое плотность обычно возрастает; аномалия наблюдается у воды и чугуна, плотность которых уменьщается при переходе в твердое состояние.

Зависимость плотности от температуры выражается уравнением

Р. = -г-г5-тт- (53)

1 -Ь Р (3 - i)

ли приближенно (пренебрегая малыми членами, начиная с р^)

h = Px[l-P(<.-a (54)

где Ql - плотность при температуре f, Q2 - плотность при тсмпературс tz,

Р - средний коэффициент объемного теплового расширения в интервале от до tz. Значения коэффициента р для некоторых веществ приведены в табл. 49.

Таблица 49

Вещество

Интервал температур, С

Вещество

р. c-i

Интервал температур, °С

Алюминий

0,000072

0-100

0,000048

0-100

0,00124

10- 30

Платина

0,000027

0-100

0,0002

10- 30

Ртуть

0,000182

0-100

Глицерин

0,0005

15- 30

Сталь

0,000033

0-100

Керосин

0,0009

0-100

0,000025

0-100

Латунь, бронза

0,000054

0-100

Этиловый

0,0011

0- 40

спирт

у многих жидкостей, в том числе нефтепродуктов, не содержащих парафина (например, у бензина, керосина), наблюдается линейная зависимость плотности от температуры, так что для них справедливо соотношение

Pi -Р2

(55)

где а - постоянная для данной жидкости величина, равная тангенсу угла наклона (к оси температур) прямой линии, выражающей зависимость плотности от температуры.



Из соотношения (55) находим

-Pi-a(<2~0- (56)

Величина а, выражаемая в г/(смЗ-°С), представляет собой среднюю температурную поправку к значениям плотности, показывающую, насколько изменяется плотность данной жидкости при изменении температуры на ГС.

Сравнивая выражения (54) и (55), получаем, что приближенно

==PiP- (57)

Как видим, средняя температурная поправка в некотором ин-терврле температур равна произведению плотности жидкости на средний коэффициент объемного расширения в том же интервале температур.

Так как плотность вещества в значительной степени зависит от температуры, всегда следует указывать температуру, при которой была измерена плотность.

В СССР принято плотность жидкостей указывать при нормальной температуре 20° С. В виде исключения нормальной температурой мх)рской воды считается 17,5° С и костного клея 75° С.

Для пересчета плотности Qt жидкости, измеренной при некоторой температуре f[°C], на плотность Q2o при нормальной температуре, служит следующая формула, полученная из выражения (56):

Р20 = Р/- (20-0. (58

где Q20 и Qt выражены в г/см.

В качестве примера в табл. 50 приведены значения а для нефтепродуктов, взятые из ГОСТ 3900-47 *.

При пользовании формулами (56) и (58) следует иметь в виду, что, поскольку значения поправок являются средними, пересчеты по формулам могут создать значительные погрешности, если разность температур ti и велика (см. далее пример 32).

В особенности большие погрешности в этом случае возникают при приведении плотности, измеренной при другой температуре, к нормальной температуре. Так, например, пересчет плотности бензина или керосина, определенной при температуре -20° С, к значению при температуре -Ь20°С создает погрешность порядка 0,25%; для масел погрешность пересчета еще больше и в том же диапазоне температур может доходить до 0,5%.

Поэтому для определения плотности с большей точностью формулу (56) рекомендуется применять только в тех случаях, когда температура измерения ti отличается от температуры 2, при которой требуется определить плотность, не более чем на ±10° С.

Приведенные в табл. 50 поправки неприменимы для парафи-нистых нефтепродуктов (например, для мазутов), так как в этом случае могут возникнуть ошибки, достигающие 1% и более. По-

* Неточности, допущенные в этом стандарте, рассмотрены в работе [4].



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 [ 169 ] 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов