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

Весьма удобен в работе пикнометр (рис. 325) с боковой капиллярной трубкой 3. Пробкой служит тело термометра 1, пришлифованного к горлу колбы 4. Термометр позволяет вести непрерывные наблюдения за температурой жидкости. Отверстие капилляра закрывается колпачком 2, притертым к конусному концу трубки.

Работа с пикнометром значительно упрощается, если на его горловине нанесена шкала, которая позволяет быстрее и точнее определять объем жидкости в пикнометре (методика калибровки шкалы описана в работе [8]).

Для весьма малых количеств жидкости (порядка 1 см) хорошие результаты получают с помощью пипеткообразного пикнометра (пикнометра Оствальда - Шпренгеля). Он представляет собой U-образную трубку с оттянутыми и отогнутыми под прямым углом концами. Оба конца трубки закрыты притертыми колпачками. Пикнометр заполняют жидкостью до края отверстия на одном конце и до метки на другом конце.

Для измерения плотности газов применяют шаровидные пикнометры вместимостью 100 и 200 смз (ГОСТ 11723-66).

§ 168. Определение плотности жидкости

Для определения плотности жидкости выполняют три взвешивания: 1) пустого пикнометра; 2) пикнометра, заполненного дистиллированной водой до заданного уровня; 3) пикнометра, заполненного испытуемой жидкостью до того же уровня. Первые два взвешивания позволяют определить вместимость пикнометра, а первое и третье - массу испытуемой жидкости в объеме пикнометра. По полученным данным подсчитывают плотность жидкости.

Выведем общую формулу для определения плотности жидкости при помощи пикнометра, когда вода и жидкость имеют разную температуру.

Примем следующие обозначения:

тх - масса гирь, уравновешивающих пустой пикнометр в воздухе плотностью Di;

1112 - масса гирь, уравновешивающих пикнометр с дистиллированной водой в воздухе плотностью D2 при температуре t2,

гпз - масса гирь, уравновешивающих пикнометр с испытуемой жидкостью в воздухе плотностью D3 при температуре з; v - объем стекла пикнометра;

V2 - вместимость пикнометра до заданного уровня при температуре tz, V3 - то же, при температуре 4; Q - плотность дистиллированной воды при температуре 4; - плотность испытуемой жидкости при температуре 4;

Dm - плотность материала, из которого изготовлены гири; Dc - плотность стекла; Р - коэффициент объемного расширения стекла.



Условия равновесия весов при трех указанных выше последовательных взвешиваниях пикнометра можно записать в виде системы трех уравнений

(De-A) = / ,(l-

(De - А)-f 1/. (Р - ZJ = m, (1 - )

V (De - D,) + 1/3 ( р,. - Д) = / 3 (l - )

(120)

Определив из первого уравнения (120) значение v и подставив его во второе и третье уравнения, получим

* 1 - -

Величины 12 и Уз связаны между собой зависимостью

з=1/Л1+Р а-а 023)

Разделив почленно уравнение (122) на (121) и учтя выражение (123), получим

Р^а ~ в

откуда для искомой плотности жидкости найдем окончательно

(124)

где Л^==

Выражение (124) учитывает все величины, влияющие на результат измерения плотности, и поэтому обеспечивает наивысшую точность измерения.

В ряде случаев при введении определенных условий формула (124) может быть значительно упрощена. Если плотность воздуха



на протяжении периода, в течение которого выполняют взвешивания, остается постоянной, т. е. Di=D2=Dz=D, то формула (124) принимает вид

P,-=5f;-(p-iD)[l + P(2-4)] + a (125)

Обычно при работе с пикнометром выдерживают одинаковую температуру воды и жидкости, что дополнительно упрощает приведенную выше формулу. Действительно, при 4==

/ 2- 1

Плотность воздуха, входящую в формулы (124)-(126), определяют в соответствии с указаниями § 160.

§ 169. Определение плотности твердого тела

При измерении плотности твердого тела пикнометрическим методом также выполняют три.взвешивания: 1) испытуемого тела в воздухе; 2) пикнометра, наполненного дистиллировннной водой или какой-либо другой вспомогательной жидкостью известной плотности; 3) пикнометра, наполненного той же жидкостью с погруженным в нее испытуемгм телом, причем в обоих случаях жидкость наливают до одного и того же уровня.

Уравнения равновесия при указанных взвешиваниях запишутся следующим образом:

y(p,-D) = M(l-)

где V - объем стекла пикнометра;

Vq - вместимость пикнометра до заданного уровня; V - объем испытуемого тела; т - масса пустого пикнометра; М - масса гирь, уравновешивающих тело в воздухе; nil - масса гирь, уравновешивающих пикнометр со вспомога-I тельной жидкостью;

тг - масса гирь, уравновешивающих пикнометр с жидкостью

и погруженным в нее телом; /По - масса гирь, уравновешивающих пустой пикнометр; Q - плотность вспомогательной жидкости; Qt - плотность испытуемого тела;

Ь - средняя плотность воздуха во время взвешиваний; £>м - плотность материала, из которого изготовлены гири.



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