Как видно из формулы, поправка С зависит только от показания весов; она одинакова для различных жидкостей и может быть заранее вычислена для различных значений Пго (табл. 67); для промежуточных значений поправку определяют линейным интерполированием с округлением до единицы четвертого десятичного знака.

Таблица 67

Пример 45. Показание 20 гидростатических весов при измерении плотности касторового масла, температура которого 20° С, составляет 0;9468. Какова плотность масла?

Согласно табл. 67 поправка С, найденная интерполированием, составляет (округленно) 0,0016 г/см. Следовательно, по формуле (П6) искомая плотность масла

р, = 0,9468 - 0,0016 = 0,9452 г/см

Обычно температура жидкости при измерении плотности не равна 20° С, т. е. действительный объем поплавка, погруженного в жидкость, отличается от того объема, по которому регулировали весы. В этом случае [5]

= (0,9970й^ + 0,0012) [1 + р (20 - i)], (117)

где Qt - плотность жидкости при температуре t, г/см; nt - показание весов при температуре f;

3 - коэффициент объемного расширения стекла, из которого выполнен поплавок, °С~.

Полученное выражение аналогично формуле (115), отличаясь от нее множителем, учитывающим изменение объема поплавка.

Практически формулой (117) целесообразно пользоваться при измерении плотности жидкости, температура которой отличается от 20° С более чем на ±5° С; ошибка, связанная с тепловым расширением поплавка, может составлять (на каждые 10° С) до пяти единиц четвертого десятичного знака при плотности, близкой к 2 г/см, и до 2,5 единицы при плотности порядка 1 г/см.

Описанным выше гидростатическим весам присущ тот недостаток, что показание весов не равно измеряемой плотности Жидкости, и для определения плотности приходится производить некоторые дополнительные вычисления. Однако от этого неудобства лег-

ко избавиться, если изменить систему регулирования весов*: когда поплавок находится в воздухе, показание весов должно быть равно не О, а 0,0012 (плотность воздуха при 20°С); при погружении поплавка в дистиллированную воду температурой 20° С весы должны показывать не 1, а 0,9982 (действительная плотность воды при этих условиях). В этом случае плотность испытуемой жидкости равна показанию весов при погружении поплавка в жидкость (подробнее см. [5]).

Эта система регулирования весов обладает также тем преимуществом, что она облегчает изготовление гирь-рейтеров: масса гири 1 в граммах должна быть численно равна объему поплавка в кубических сантиметрах.

Гиря 1 , а следовательно, и остальные гири усовершенствованных весов должны быть тяжелее соответствующих гирь обычных гидростатических весов на 0,3%. Это позволяет весьма просто осуществить регулирование по новой системе ранее изготовленных весов.

§ 165. Пользование гидростатическими весами

Плотность жидкости измеряют при помощи гидростатических весов ВГ-2 в следующем порядке.

Выдвинув нижнюю полку из футляра, снимают стойку весов и устанавливают ее на прочном и устойчивом столе. Скобу изолирующего устройства переводят в верхнее положение. Стакан про* мывают ректификованным этиловым спиртом (ГОСТ 5962-67) или бензином (при работе с нефтепродуктами) и вытирают сухим чистым полотенцем.

Выдвинув и вынув верхнюю полку из футляра, коромысло осторожно ставят на скобу изолирующего устройства так, чтобы имеющийся на ней штифт вошел в соответствующее отверстие коромысла.

Серьгу вешают на грузоприемную призму коромысла и к крючку серьги подвешивают проволоку с поплавком. Гири-рейтеры помещают в углубления на боковой полке стойки. Термометр укрепляют внутри стакана при помощи гильзы, скобу которой надевают на край стакана. Предварительно поплавок и термометр необходимо осторожно промыть в спирте (или бензине при работе с нефтепродуктами) и вытереть сухим чистым полотенцем; а гири только протереть полотенцем; после этого поплавок и гири можно брать лишь промытым и высушенным пинцетом, не прикасаясь к ним пальцами.

Отрегулировав при помощи установочных винтов стойки положение весов по отвесу, вращением круглой рукоятки поднимают вверх выдвижной стержень стойки, подводят под поплавок пустой стакан и, приподняв стакан, ставят под него подставку. Затем вы-

* Предложено Л. П. Степановым.

движной стержень опускают вниз до упора *, освобождают коромысло от действия изолира и по амплитуде колебаний коромысла вверх и вниз определяют положение нулевой точки весов по шкале указателя равновесия. Если нулевая точка весов не совпадает с нулем шкалы, то с помощью регулировочной гайки на наконечнике коромысла добиваются того, чтобы нулевая точка соответствовала показанию по шкале указателя в пределах от -0,2 до -f 0,2 (в весах старых систем положение нулевой точки регулируют при помощи установочного винта стойки).

Температура воздуха в лаборатории должна составлять 20±5°С.

Далее приступают к непосредственному измерению плотности жидкости. Подняв вверх стержень, наливают в стакан - жидкость до имеющейся на нем круговой отметки и опускают стержень до отказа вниз**.

В жидкости и на поверхности поплавка и проволоки не должно быть пузырьков воздуха. Поплавок не должен касаться дна и стенок стакана.

Перемешав жидкость мешалкой, уравновешивают коромысло весов гирями-рейтерами. Гири подбирают следующим образом.

Гири снимают с гиревой полки и навешивают на коромысло пинцетом; при этом необходимо следить за тем, чтобы не уронить их на стол и особенно в стакан.

Нагрузочную гирю 1 вешают на крючок серьги и, медленно опуская изолир, следят за направлением отклонения коромысла, после чего снова поднимают изолир. Если стрелка коромысла перемешается вниз, значит, плотность жидкости больше единицы и гирю следует оставить на крючке; если же стрелка перемещается вверх, то гирю необходимо повесить обратно на полку, так как плотность жидкости меньше единицы. Затем таким же образом вторую гирю 1 поочередно навешивают на надрезы коромысла, переходя справа налево до тех пор, пока при выключении изолира стрелка не отклонится вниз; на данном надрезе и оставляют гирю 1 .

Аналогичным способом навешивают гири 0,1 , 0,01 и 0,001 , пока не наступит такое равновесие коромысла, при котором стрелка устанавливается против нуля шкалы или весьма близко к нему. Закрепив коромысло изолиром, измеряют температуру жидкости и записывают показание весов. Искомую плотность жидкости подсчитывают по формуле (112), (116) или (117), как указано в § 164.

По окончании работы с весами стакан, поплавок и термометр промывают спиртом (или бензином при работе с нефтепродук-

* в весах других конструкций высоту подвижной части стойки регулируют таким образом, чтобы весь поплавок и участок проволоки длиной примерно ! 15-20 мм находились в стакане.

** Проволока, на которой подвешен поплавок, должна быть погружена в жидкость примерно на 15 мм.