Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Плотность и удельный вес жидкостей

Плотность и удельный вес жидкостей

Плотность и удельный вес жидкостей Плотность и удельный вес жидкостей Плотность и удельный вес жидкостей Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - image-10-1.png

Плотность и удельный вес жидкостей. 1. одним из важнейших физических свойств жидкости является ее плотность р, то есть масса жидкости в единице объема. Равномерная плотность жидкости р =-$ г. (2л) Где M-масса рассматриваемой жидкости. C7-это объем этой массы. 12. Плотность-это свойство среды, определяющее распределение mass. At в любое время、 Определяется отношением P = золото 4^ -. (2.2) Олень.,0.

В единицах Си плотность выражается в килограммах на 1 кубический метр (кг / м3). Например, при температуре 20°С средняя плотность жидкости Р составляет кг / м3. Вода 998 Дизельное топливо. 850. Керосина 820 Масло 900 Меркурий 13,550 Вес единичного объема жидкости называется ее удельным весом. Удельный вес выражается в Ньютон / кубический метр (Н / м3). Удельный вес однородной жидкости y = 4 * > ад Где O-вес целевого объема Жидкость организма.

  • Б У вес 0 =я, (2.4) Здесь§является ускорением силы тяжести, и подставляя формулу в Формулу (2.3), мы находим соотношение между удельным весом и плотностью. Г = р *. (2.5). Строго говоря, в отличие от плотности, удельный вес не является физико-химическими свойствами вещества Географические измерения широты и высоты зависят от местоположения, и поэтому включают жидкости.

Однако необходимо учитывать тот факт, что значения параметров, содержащиеся в приведенных выше и многих других гидродинамических зависимостях, варьируются в пределах 0,5% от поверхности Земли, а точность гидравлических расчетов обычно составляет 3-5%. Это позволяет получить среднее значение ускорения силы тяжести (9,81 м / с2) во всех случаях, поэтому нельзя учитывать фактические колебания этой величины при определении удельного веса.

  • Таким образом, средняя удельная масса жидкости _ указана ниже, Н / м3, при 20°С. Вода 9790 Дизельное топливо 8300 Керосин 8000 Масло 8830 Меркурий 132 900 Плотность и удельный вес жидкости зависят от температуры. В качестве примера приведем значения плотности и удельного веса воды при различных температурах. * ° , ° С0 4 25 50100 Р. кг / м3 999,9 1000 997 998 959 ВН / м.

Отношение 5 плотностей (удельного веса) 2 жидкостей называется относительной плотностью (относительным удельным весом) и определяется как отношение массы (веса) рассматриваемой жидкости при определенной температуре (°С) и массы (массы) дистиллированной воды при 4°С и равных объемах при атмосферном давлении. В качестве примера мы показываем относительную плотность (относительный удельный вес) значение 20°для той же жидкости, что и раньше (84°для той же жидкости).

  • Воды 0.998 Дизель 0,89. Керосин 0,82 Масло 0,9 Меркурий 13.55 13. Знание удельного веса жидкостей необходимо для решения многих практических задач гидравлики(например, при определении давления внутри жидкости и жидкости над твердым、 (2.6) 0.0000051. 0.0000059. 0.0000074 0.0000064. 0.000000313 1. ар. ар. Различия в плотности жидкостей, жидкостей и твердых тел играют важную роль в решении задач, связанных с плаванием тел и многих других.
Читайте так же:
Пильные цепи для электропилы макита

Смотрите также:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Помощь студентам в учёбе lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal lfirmal

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Чем отличается удельный вес от плотности

Под плотностью понимается отношение массы сплошного тела к его объему, измеряемое обычно в г/см 3 .

Объёмный вес для пористых тел (дли сыпучих материалов, например, пресспорошков — «насыпной вес») — отношение массы тела к его полному (включая объем пор) объему. Объемный вес также измеряется обычно в г/см 3 .

Из этих определений вытекает, что различие между объемным весом и плотностью определяется наличием в твердом материале пор. Поэтому в технической практике используют понятие объемного веса лишь для материалов с большой пористостью, таких как бумага, пенопласт и т. п.

Если обозначить m — массу Образца; V — объем образца (включая объем пор); VП — объем пор в образце; D – плотность сплошного вещества; D 1 — объемный вес, то получим соотношения:

Полная пористость материала, г. е. отношение объема пор к полному объему:

может быть определена точным измерением объема целого образца и того же образца, измельченного в тонкий порошок; разность обоих объемов, отнесенная к объему целого образца, дает величину П.

Для точных измерений плотности применяют ряд методов: для определения плотности твердых тел — метод гидростатического взвешивания и метод пикнометра, которые дают точность до пятого знака, а при особо тщательных измерениях — до шестого знака; для определения плотности жидкостей — методы ареометра (точность до третьего или четвертого знака), гидростатического
взвешивания (точность при употреблении аналитических весов – до шестого знака, а при упрощенных измерениях с весами Вестфаля-Мора — до третьего знака) н пикнометра (точность до шестого знака).

При определении плотности с помощью пикнометра и гидростатического взвешивания можно определить плотность только твердых тел, не реагирующих с водой и не растворяющихся в ней.

Ареометр. Ареометр — узкий стеклянный поплавок, в нижней части которого находится груз, а в верхней части – шкала. Ареометр не должен касаться стенок сосуда, в который залита испытуемая жидкость. Погружать ареометр следует осторожно, чтобы часть его, выступающая из жидкости, не была смочена. Когда ареометр плавает в жидкости, то отсчет по шкале, совпадающей с верхним краем мениска жидкости, дает значение плотности.

Метод гидростатического взвешивания. Метод основан на уменьшении веса твердого тела, погруженного в жидкость, в соответствии с законом Архимеда.

Метод гидростатического взвешивания обладает простотой и быстротой выполнения измерения. Его погрешность при достаточно высокой точности поддержания температуры жидкости и образца не превышает 0.1 %. Погрешность взвешивания не должна превосходить ±0.2 мг при массе образца от 0.2 до 5.0 г.

Читайте так же:
Ремни приводные плоские для станков

Если метод применяется к жидкостям, к крючку чашки аналитических весов подвешивают на тонкой проволочке стеклянный «поплавок» с термометром и определяют веса: поплавка в воздухе G 1 ; поплавка, погруженного в дистиллированную воду G 2 ; поплавка, погруженного в испытуемую жидкость G 3 .

Искомая плотность вычисляется по формуле:

При измерении плотности твердых тел по методу гидростатического взвешивании испытуемый образец подвешивают к крючку чашки аналитических весов на тонкой проволочке и определяют веса: образца в воздухе G ; образца, погруженного в дистиллированную воду G 1 .

Затем снимают образец с проволочки и определяют вес g проволочки, которая должна быть погружена в воду приблизительно на ту же глубину, что и при предыдущем взвешивании.

Плотность рассчитывается по формуле:

При массовом измерении плотности жидкостей методом гидростатического взвешивания применяют специальные коромысловые гидростатические весы (весы Вестфаля—Мора); их устройство показано на рис. 1.

Рис. 1. Гидростатические весы (весы Вестфаля—Мора).

Они состоят из короткого плеча 1, заканчивающегося острием 6, и длинного плеча 2, на котором нанесены 10 вырезов, соответствующие 10 равным частям коромысла. На десятом вырезе с помощью крючка 3 подвешен
стеклянный поплавок 5 с термометром. При равновесии весов острие короткого плеча останавливается против неподвижного острия 7. Массы плеч коромысел и поплавка отрегулированы так, что весы находятся в равновесии, если поплавок находится в воздухе. К весам прилагается набор разновесов в виде рейтеров (А, А, В и С). Рейтеры А (с ушком) и А имеют одинаковую массу, равную массе дистиллированной воды в сосуде 4, объем которой численно равен объему поплавка (температура 15 0 С). Если поплавок погрузить в воду с температурой 15 °С и одновременно на крючок 3 повесить рейтер А, как показано на рис. 1. то равновесие весов не нарушится. Груз В в 10 раз, а груз С в 100 раз легче груза А (или А). Испытуемую жидкость с температурой 15°С заливают в сосуд и погружают в нее поплавок 5. Если жидкость легче воды, то рейтер А не используется; рейтеры А, В и С располагают в вырезах коромысла так, чтобы весы пришли в равновесие. Относительная плотность жидкости ρ15 находится как сумма следующих произведений: номера выреза, в котором находится рейтер А, на коэффициент 0.1; номера выреза с рейтером В на коэффициент 0.01 и номера выреза с рейтером С на коэффициент 0.001. Если испытуемая жидкость тяжелее воды, то определение плотности ведется таким же образом, но на крючок 3 вешается рейтер А и перед запятой в значении ρ15 ставится цифра 1 вместо цифры 0.

Пикнометрический метод определения плотности является более точным, но и более трудоемким по сравнению с предыдущим методом. Он основан на сравнении масс образца и дистиллированной воды того же объема. Пикнометр представляет собой сосуд строго определенной вместимости, в который заливают испытуемую жидкость до обозначенной метки; в некоторых пикнометрах имеется особая пробка для удаления избытка жидкости. Емкость жидкости от 1 до 100 см 3 . При определении плотности твердого материала образцы должны иметь массу от 1 до 5 г. Производятся три взвешивания: испытуемого образца в воздухе М, пикнометра, наполненного жидкостью известной плотности М’, и пикнометра, наполненного той же жидкостью с погруженным в нее образцом М». Уровень жидкости и ее температура в обоих случаях должны быть строго одинаковыми. Погрешность при определении массы не должна превышать 0.2 мг. Искомая плотность при 20 °С:

Читайте так же:
Формула расчета потребляемой электроэнергии

Если пикнометр применяют для определения плотности жидкости, то путем взвешивания на точных аналитических весах находят: массу пустого пикнометра М1, массу пикнометра, залитого дистиллированной водой М2, массу пикнометра, залитого испытуемой жидкостью М3. Плотность жидкости при 20 0 С:

Если определение плотности производится при t ≠20 o C , то в приведенные выше формулы вместо ρ 20 H 20 подставляют ρ t H 20 — плотность воды при этой температуре (ρ 20 H 20 = 998.20 кг/м 3 ; ρ 23 H 20 = 997.55 кг/м 3 и ρ 27 H 20 =996.52 кг/м 3 ).

Плотность и удельный вес грунта

Учитывая, что грунт представляет собой сложную дисперсную среду, состоящую из минеральных твердых частиц и порового пространства, заполненного в самом общем плане водой (поро-вой жидкостью) и воздухом, понятие плотности как физической величины также является сложным и приобретает определенность только в том случае, если указывается точно, о плотности каких фаз грунта идет речь.

Плотность частиц грунта ρs представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта ms (исключая массу воды в его порах) к его объему V:

Обычно в качестве единицы измерения плотности частиц грунта применяют следующие единицы: кг/м 3 , г/см 3 , т/м 3 и т.д.

Плотность частиц грунтов зависит от их минерального состава и присутствия органических и органоминеральных веществ, поэтому она представляет собой средневзвешенную плотность этих частей грунта.

Плотность частиц отдельных видов дисперсных грунтов имеет следующие значения: пески — 2,65. 2,67 т/м 3 ; супеси — 2,68. 2,72 т/м 3 ; суглинки — 2,69. 2,73 т/м 3 ; глины 2,71 . 2,76 т/м 3 ; торфы 1,50. 1,80 т/м 3 .

Плотность влажного грунта ρw представляет собой отношение массы влажного грунта mw к его объему Vw:

Плотность сухого грунта ρd представляет собой отношение массы сухого грунта md (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему, который включает в себя объем имеющихся в этом грунте пор:

Эти параметры используются для характеристики физических свойств грунтов и в динамических расчетах оснований сооружений.

Для инженерных геотехнических расчетов, связанных, в частности, с определением природного давления и давления засыпки на подпорные стенки, используется не характеристика плотности грунта, а характеристика его удельного веса, представляющего собой отношение веса грунта к занимаемому им объему и измеряемого в Н/м 3 , кН/м 3 , мН/м 3 (система СИ).

Читайте так же:
Устройство для нарезки резьбы на стальных трубах

Удельный вес частиц грунта γs — отношение веса сухого грунта к объему его твердой части.

Удельный вес влажного грунта γw — отношение веса влажного грунта ко всему занимаемому этим грунтом объему.

Удельный вес сухого грунта γd — отношение веса сухого грунта (скелета) к занимаемому этим грунтом объему, включая поры.

Плотность и удельный вес связаны между собой несложным соотношением. Так, при значении плотности частиц грунта рs = 2,71 т/м3, удельный вес частиц этого же грунта γs = 10 рs = 27,1 кН/м 3 .

Определение удельного веса состоит из двух основных операций: определения объема некоторого количества грунта и определения веса этого объема грунта.

Определение объема образца (монолита) непористой скальной породы осуществляется путем погружения образца в воду и определения объема вытесненной при этом воды.

Определение объема образца глинистого грунта путем непосредственного погружения его в воду невозможно, существует реальная опасность, что глинистый образец либо распадется, либо разбухнет, поглощая воду. Поэтому образец глинистого грунта перед погружением в воду предварительно парафинируют, т.е. покрывают его слоем не пропускающего воду парафина. При парафинировании следует избегать возможного защемления воздуха (пузырьков) между грунтом и парафином.

Далее опыт проводят обычным образом, описанным ранее. Для определения объема чистого грунта необходимо из найденного общего объема запарафинированного грунта вычесть объем, занятый парафином. Объем парафина легко определяется взвешиванием образца до и после парафинирования и учетом удельного веса самого парафина, обычно близкого к 9 кН/м 3 .

Удельный вес значительных по размеру монолитов связных грунтов определяется с достаточной точностью путем непосредственного измерения монолита, которому придали правильную геометрическую форму, например цилиндрическую, и его последующего взвешивания. На практике для определения удельного веса влажного (и сухого) грунта часто используется металлическое кольцо с заостренным режущим краем диаметром до 15 см и высотой до 5. 10 см. Для отбора пробы кольцо вдавливается в грунт. Объем образца в данном случае определяется внутренним объемом цилиндра.

Удельный вес влажных глинистых грунтов обычно составляет 19,5. 21,0 кН/м 3 . Удельный вес сухих несвязных сыпучих грунтов обычно колеблется от 15,8 до 16,5 кН/м3.

Объем несвязных песчаных грунтов определяют в двух состояниях: наиболее рыхлом и наиболее плотном. Определение ведется путем укладки песка в мерную емкость, причем пески испытываются в сухом виде или под водой. Требуемая максимальная рыхлость песка достигается осторожным его насыпанием в емкость, a предельная плотность — путем тщательного его штыкования до постоянства массы или путем помещения емкости с песком на вибростол.

Какова связь между удельным весом и плотностью?

Удельный вес и плотность связаны с тем, что удельный вес представляет собой отношение, основанное на стандартной плотности, используемой в науке, с водой в качестве базовой плотности для жидкостей и твердых веществ, а с воздухом или водородом в качестве базовой плотности для газов. Плотность — это средняя плотность вещества, измеряемая обычно в фунтах на кубический фут (фунт / фут 3 ) или в килограммах на кубический метр (кг / м 3 ). Деление плотности известного вещества на контрольную плотность воды определяет его удельный вес.

Читайте так же:
Угол из оцинкованной стали

Пример соотношения между удельным весом и плотностью твердых веществ можно продемонстрировать, если взглянуть на качество такого элемента, как золото. Чистое золото имеет удельный вес 19,33 и плотность при комнатной температуре 68 ° по Фаренгейту (20 ° по Цельсию), равную 19,30 г на кубический сантиметр (г / см 3 ). Причина, по которой эти числа кажутся такими схожими, связана с тем, что при расчете удельного веса воды контрольная точка воды определяется плотностью воды при комнатной температуре, очень близкой к 1 г / см 3 . На самом деле, плотность воды составляет 0,99823 г / см 3 , что приводит к несколько различным значениям удельного веса и плотности для твердых веществ. Выражение удельного веса золота в более точных выражениях в виде отношения плотности золота к плотности воды составило бы 19,30 г / см 3, деленное на 0,99823 г / см 3, чтобы составить соотношение 19,33 / 1.

Выражения удельного веса и плотности с жидкостями включают в себя закон Паскаля, который гласит, что давление в ограниченном, несжимаемом объеме жидкости везде одинаково. Рассмотрение давления также учитывается для плотности газов с использованием закона идеального газа, чтобы получить приближения к состоянию газа на основе давления, объема и температуры. При всех расчетах удельного веса эталонная плотность воздуха должна составлять одну атмосферу, равную 14,7 фунт / дюйм 2 (101,3 кПа).

Одним из наиболее очевидных значений расчетов удельного веса и плотности является то, что это соотношение сразу показывает, будет ли материал тонуть или плавать в воде. Любой удельный вес выше единицы более плотный, чем у воды, но при комнатной температуре алюминий имеет удельный вес всего 2,7 по сравнению с более тяжелыми металлами, такими как золото. Потенциально опасные газы, используемые в промышленности, такие как силан, который самопроизвольно сгорает в воздухе, имеют удельный вес 1,11. Знание того, что оно лишь немного тяжелее воздуха, помогает в разработке систем пожаротушения.

С коммерческой точки зрения таблицы удельного веса и плотности для различных химических веществ имеют широкий спектр применения. В геммологии удельный вес образца драгоценного камня, также известного как относительная плотность, сравнивается с высококачественным эталоном для определения его стоимости. Такие значения также используются для определения толщины яичной скорлупы, чтобы определить, достаточно ли сильны яйца для обработки через систему маркетинга продуктов питания, чтобы определить прочность почвы на сжатие в строительной промышленности и в нефтяной промышленности, чтобы определить содержание энергии в нефти.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector