регистрация / вход

Методы определения плотности металлов и сплавов

Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра физического металловедения и физики твёрдого тела

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра физического металловедения и физики твёрдого тела

Реферат

На тему: Методы определения плотности металлов и сплавов

Выполнил: Студент группы ФМ-425

Коновалов И.В.

Проверил: Ильин

Челябинск 2010

Плотностью называют массу единицы объема вещества. Массу определяют путем взвешивания. Напомним, что численное значение плотности, выраженное в г/см3, совпадает с численным значением удельного веса, выраженным в гс/см3. Это позволяет при измерениях массы оперировать результатами взвешивания. Поэтому плотность вещества γ можно выразить как отношение веса в вакууме P 0 к его объему V

γ = P 0 /V (1)

Используя закон Архимеда, взвешивание в вакууме можно заменить

взвешиванием в воздухе

P 0 =P1 + V γ1 (2)

Здесь P 1 – вес образца в воздухе, γ 1 – плотность воздуха. Из уравнений

(1) и (2) находим

γ = P1 + V γ1 / V = P1 / V + γ1 (3)

Определение объема образца путем вычисления по результатам измерения его размеров обычно не обеспечивает необходимой точности. По-этому объем образца находят косвенным путем, заменяя измерение размеров взвешиванием. Ниже рассмотрены два метода, в которых используется этот прием.

1.1. Определение плотности методом трехкратного взвешивания

Определяют вес образца в воздухе P 1 , вес пикнометра[1] с жидкостью P 2 и вес пикнометра с жидкостью и образцом, погруженным в жидкость, P 3 .

В двух последних случаях уровень жидкости в пикнометре устанавливают по метке на горловине сосуда. Очевидно, что

P 3 =P 1 +P 2V2 −γ1 ) . (4)

В этом уравнении γ2 – плотность жидкости, заливаемой в пикнометр, V 2 −γ1 ) – вес жидкости, вытесненной образцом. Из последнего уравнения

V= P 1 +P 2 - P 3 / γ2 −γ1 (5)

Подставив найденное значение V в уравнение (3), получим

γ = P 12 −γ1 ) / P 1 +P 2 - P 3 (6)

Жидкость, заливаемая в пикнометр, должна хорошо смачивать его стенки и поверхность образа, чтобы не оставалось пузырьков воздуха, которые могли бы уменьшить величины P 2 и P 3 .

1.2. Метод гидростатического взвешивания

Как и в предыдущем случае, исходным соотношением для определения плотности служит уравнение (3). Для нахождения объема образца его взвешивают в воздухе и в жидкости (P 1 и P 2 соответственно). Вес образца в вакууме можно выразить через его вес в жидкости аналогично соотношению (2). Используя те же соотношения, что и в разделе 1.1, находим

P 0 =P 2 + γ2 V . (7)

Так как правые части уравнений (2) и (7) равны, то

V = P 1 - P 2 / γ2 −γ1 (8)

Подставив найденное значение V в уравнение (3), получим

γ = (P 12 −γ1 ) / P 1 - P 2 ) + γ1 (9)

Для взвешивания образца в жидкости его привязывают тонкой проволочкой к чаше аналитических весов и погружают в сосуд с жидкостью. Далее взвешивание производится обычным образом. При этом определяют суммарный вес Р3 образца, находящегося в жидкости, и проволочки, частично погруженной в жидкость. Затем определяют вес ( P 4 ) без образца проволочки, опущенной в жидкость на ту же глубину, что и при взвешивании образца. Очевидно, что P 2 =P 3P 4 .


[1] Пикнометр – прибор для измерения плотности

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий