устойчивым против воздействия этой жидкости. Длину проволоки следует рассчитать так, чтобы в жидкость погружалась лишь небольшая ее часть (порядка 15 мм); при этом уменьшение веса проволоки в жидкости све-

К коромыслу SeceS

, t

дется к минимуму.

При гидростатическом взвешивании необходимо поддерживать постоянную температуру жидкости. Изменение температуры жидкости во время взвешивания приводит к изменению плотности жидкости и объема взвешиваемого тела, что нарушает равновесие весов. В целях поддержания температуры постоянной применяют водяную ванну большого объема (20-25 л), обернутую снаружи теплоизоляционным материалом (войлоком, ватой). Регулирование температуры ванны достигается добавлением небольших количеств горячей воды или льда. Воду в ванне необходимо перемешивать мешалкой.

Более надежные результаты дает термостат с автоматическим регулятором температуры. При этом во избежание сотрясения весов следует на время взвешивания выключать электродвигатель термостата.

Для изоляции от воздействия окружаюш;их предметов на весы их целесообразно устанавливать не на столе, а на лабораторном шкафу с дверками, помещая в шкаф сосуд с жидкостью. Для предохранения весов от сотрясений стол (шкаф) рекомендуется располагать на фундаменте или кронштейнах, вмонтированных в стену.

Перед погружением в жидкость испытуемое тело (поплавок) промывают в спирте и просушивают; при взвешивании в нефтяной жидкости для промывки используют бензин. Проволоку, на которой подвешивают тело (поплавок), также следует промыть и просушить. Платиновую проволоку необходимо прокалить.

Для опускания тела (поплавка) в жидкость цилиндр с жидкостью предварительно выдвигают из-под стола (из шкафа); для этой же цели можно применить устройство, поднимающее цилиндр.

Рис. 319. Гидростатическое взвешивание на весах общего назначения при расположении цилиндра с жидкостью выше (а) или

ниже (б) чашки весов: / - испытуемое тело (или поплавок); 2 - цилиндр с жидкостью; 3-подставка; 4 - витрииа весов; о -чашка; 6 - крышка стола; 7 -подвес

После взвешивания погруженного в жидкость тела (поплавка) с проволокой взвешивают отдельно проволоку, подвешенную к крючку весов и погруженную в жидкость; таким образом определяют массу гирь, уравновешивающих тело (поплавок). При этом, если тело имеет сравнительно большой объем, то для взвешивания проволоки его следует оставить в жидкости, чтобы не изменился ее уровень.

Необходимо следить за тем, чтобы на поверхности тела (поплавка) и на погруженной в жидкость части проволоки не оседали пузырьки воздуха.

Для исключения влияния неравноплечести весов пользуются способом взвешивания на одном плече. Вначале взвешиваемое тело уравновешивают какой-либо тарой, помещаемой на другую чашку, а затем тело заменяют гирями до восстановления равновесия. *

Таким, образом, при определении плотности твердого тела сначала находят массу nii гирь, уравновешивающих тело в воздухе, . а затем снова заменяют гири телом и опускают его в жидкость. Для восстановления нарушенного равновесия добавляют соответствующее количество гирь. Масса этих гирь (без поправки на потерю веса.;.в. йоздухе) за вычетом массы проволоки покажет массу вытесненной телом жидкости, т. е. она будет равна разности mi-тг. Это значение используют для вычисления плотности по формуле (99).

Аналогичным способом находят разности mi-и mj-тг, входящие в выражения (103) и (105) для определения плотности .жидкости.

.....Если- плотность твердого тела меньше плотности жидкости,

в которой производят взвешивание, то к телу при взвешивании в жидкости добавляют утяжеляющий груз и соответственно учитывают это при определении mg.

В процессе взвешивания Наблюдают за температурой термостатной ванны и жидкости в цилиндре. Как правило, температуру измеряют до и после каждого взвешивания, принимая в расчет среднее из этих значений.

Для получения надежных результатов гидростатическое взвешивание рекомендуется повторять несколько раз, определяя затем среднее арифметическое из найденных значений.

Гидростатическое взвешивание на весах общего назначения обладает рядом преимуществ перед пикнометрическим методом. Основное из них связано с возможностью обеспечить лучшее тер-мостатирование и более точное измерение температуры жидкости (термометр все время находится в испытуемой жидкости, причем частое Перемешивание ее позволяет исключить образование слоев с разной температурой). Именно благодаря этому метод гидростатического взвешивания применяют при эталонировании арео-метров * (см. рис. 304).

* Соответствующая установка ВНИИМ описана в работе [8].

в сравнении с пикнометрическим способом гидростатическое взвешивание характеризуется простотой и быстротой выполнения измерений.

В то же время гидростатическое взвешивание по ряду причин (точности и др.) уступает пикнометрическому способу.

Одним из основных источников погрешностей при гидростатическом взвешивании является влияние поверхностного натяжения и вязкости жидкости, снижающее чувствительность весов, т. е. точность взвешивания. Наличие большой открытой поверхности жидкости и необходимость ее перемешивания делают невозможным использование данного способа для измерения плотности легко испаряющихся жидкостей. К числу отрицательных сторон этого способа относится и то, что для измерений требуется значительное количество жидкости.

§ 163. Устройство гидростатических весов

При массовых лабораторных определениях плотности способом гидростатического взвешивания, когда существенную роль играет быстрота измерений, вместо весов общего назначения широко применяют менее точные специальные весы - так называемые гидростатические весы*.

Гидростатические весы являются простым по конструкции при-, бором, удобным в обращении, причем результат измерения получают достаточно быстро. Существенное преимущество гидростатических весов состоит и в

том, что для измерения s 7 8 9 10 11 1Z 13 U требуется сравнительно небольшое количество жидкости.

Гидростатическими весами можно непосредственно измерять плотность жидкостей, вязкость которых при температуре измерения не превышает примерно 10 Ст (0,001 м2/с), а также плотность твердых тел.

Весы состоят из опорной части, коромысла, поплавка и набора гирь-рейтеров (рис. 320).

В опорной части весов имеется стойка 20, основание 1 которой снабже-

* Гидростатические весы известны также под названием весы Мора - Вест-фаля .

Рис. 320. Гидростатические весы ВГ-2