Плотность

Плотность газов и паров. Плотность сухого воздуха. Плотность жидкостей. Плотность металлов и сплавов.

Плотность газов и паров

при температуре 0o C и нормальном атмосферном давлении

Как видим из таблицы наибольшую плотность пара у Хлороформа. Водород имеет наименьшую плотность из газов.

Плоность сухого воздуха

при различной температуре t и нормальном атмосферном давлениии

Плотность жидкостей

Примечание. Значения плотностей жидкостей даны при нормальном атмосферном давлении и температуре 20oC (если не указана иная температура).

Плотность металлов и сплавов

при температуре 20oC

Плотность сжиженных газов и расплавленных металлов

* Жидкий водород — наименее плотная жидкость.

Плотность твердых тел

Примечание. Значения плотностей даны при температуре 20о С (если не указана иная температура).

Плотность некоторых пластмасс

Плотность различных пород дерева

Кажущийся удельный вес

Его кажущийся удельный вес меняется в зависимости от степени чистоты от 1 9 до 2 26; содержание углерода в самых чистых марках составляет от 90 до 96 %, в то время как более дешевые марки графита содержат от 40 до 80 % углерода.
 

Принимая кажущийся удельный вес кокса равным единице и его пористость равной 50 %, получим суммарный объем пор равным 0 5 см3 / г. Следовательно, сорбционный объем, отвечающий преимущественно объему микро — и переходных пор, будет составлять всего 2 % всей пористости. Вот почему общая пористость кокса не может характеризовать его реакционную способность.
 

За кажущийся удельный вес угля или антрацита принимается отношение их веса при температуре 20 С к весу воды в том же объеме и при той же температуре, включая объем воздуха, заключенного в порах и трещинах ископаемого угля.
 

Определение кажущегося удельного веса производят пикно-метрически; в качестве заполняющей жидкости применяют несмачивающую жидкость, например ртуть.
 

Знание кажущегося удельного веса необходимо и для анализа данных о насыпном весе кокса.
 

Величина кажущегося удельного веса твердого топлива входит в ряд формул, применяемых при изучении процессов пневмотранспорта, размола и горения пылевидного топлива.
 

Под кажущимся удельным весом газа понимается отношение приращения веса жидкости при растворении в ней газа к приращению объема ее.
 

Так как кажущийся удельный вес готового сплавного катализатора равен — 4, а осажденного катализатора — 0 3 — 0 4, то в одинаковых объемах этих катализаторов, очевидно, будет содержаться различное количество металла. Это позволяет при применении сплавных катализаторов уменьшать объем контактного пространства. По устойчивости в длительной работе и по активности сплавные Ni и Со катализаторы почти не отличаются от аналогичных осажденных катализаторов.
 

Методика определения кажущегося удельного веса в настоящее время подготовлена к стандартизации в СССР и в Международной комиссии.
 

При рассмотрении кажущегося удельного веса упоминалось, что в бетонной смеси объем, занятый заполнителем, включает суммарный объем всех зерен вместе со всеми их порами.
 

Для определения кажущегося удельного веса кусков угля обычно пользуются гидрометром , весами Джоли и весами Вестфаля. Чтобы результаты определения были полноценными, куски угля с поверхности должны быть сухими. Во всех этих методах удельным весом является отношение веса образца на воздухе к потере его веса в воде. В этом случае, а также тогда, когда вместо воды применяется другая жидкость, это отношение умножается на удельный вес испытуемой жидкости при температуре наблюдения.
 

На основании кажущегося удельного веса угля и веса 1 м3 угля определяют объем пустот в насыпной мере угля.
 

После определения истинного и кажущегося удельного веса образцы разделяли на две части; одна часть поступала на прокаливание, а другая — на обработку антраценовым маслом.
 

При определении кажущегося удельного веса твердого топлива по упрощенному методу применяют описанный выше во-люменометр. Навеску топлива в 20 — 25 г берут кусочками крупностью около 10 мм. Взвешенное топливо загружают в колбу с хорошо смачивающей топливо жидкостью, которую кипятят в течение 5 — 10 мин. Охлажденные кусочки топлива кладут на несколько секунд в воронку, чтобы дать стечь избыточной жидкости, и медленно ой. Метр, заполненный до нулевого деления той же, что и применяемая для кипячения, жидкостью. Таким образом, определяют объем, который занимает топливо вместе с порами. Кажущийся удельный вес вычисляют делением веса топлива на изменение объема жидкости после погружения смоченного топлива в волюменометр.
 

Плотность металла

Плотность древесины

• Плотность солнца и планет:
• Средняя плотность солнца — 1,4 г/см 3
• центр солнца — 1010 г/см3
• Венера — 5,22 г/см 3
• Земля — 5,517 г/см 3
• Марс — 3,97 г/см 3
• Юпитер — 1,3 г/см 3
• Сатурн — 0,68 г/см 3
• Уран — 1,32 г/см 3
• Нептун — 1,84 г/см 3
• Плутон — 6-1 г/см 3

Плотность жидкости, г/ см 3

Плотность металла, г/ см 3

Плотность сплава, г/ см 3

Плотность древесины, г/ см 3

Плотность минералов, г/ см 3

Плотность материалов, г/ см 3

Перейти на английскийThe density of substances (materials)

• Теплоёмкость жидкостейКоэффициент температурного расширения
• Свойства металловЧистые металлы
• Свойства пластмасс
• Простые вещества. Неметаллы
• Сложные вещества
• Полезные советы
• Индикатор pH. Цвет индикатора
• Единицы измерения единицы объема, единицы площади,единицы веса единицы длины
• Вернуться на главную страницу Занимательная химия

Определение плотности с помощью пикнометров

Пикнометрами можно определять плотность газов, жидкостей и твердых тел. Это стеклянные тонкостенные сосуды с меткой на горловине или с капиллярным отверстием в пробке, закрывающей горловину пикнометра. Пикнометры для определения плотности газов имеют несколько иную форму (рис. 201).

Определение плотности жидкостей

Высушенный до постоянной массы и охлажденный до комнатной температуры пикнометр взвешивают с точностью до 0,0002 г, заполняют при помощи маленькой воронки дистиллированной водой немного выше метки (пикнометры типа ПЖ1, ПЖ2 и ПЖ4) или доверху (пикнометр типа ПЖЗ)

В пикнометре ПЖЗ вода выступает из капилляра, и избыток ее осторожно удаляют фильтровальной бумагой. Пикнометр закрывают пробкой и выдерживают 20 мин в водяном термостате, в котором поддерживают постоянную температуру воды 20 °С с точностью ±0,1 °С

При этой температуре уровень воды в пикнометре типа ПЖ1 или ПЖ2 доводят до метки при помощи капиллярной трубки или свернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги. Пикнометр снова закрывают пробкой и выдерживают в термостате еще 10 мин, проверяя положение мениска по отношению к метке. Затем пикнометр вынимают из термостата, вытирают снаружи мягкой тканью досуха, оставляют под стеклом аналитических весов в течение 20 мин и взвешивают с точностью до 0,0002 г. Потом его освобождают от воды, высушивают, споласкивая последовательно этиловым спиртом и диэтиловым эфиром, удаляют остатки эфира просасыванием сухого чистого воздуха и заполняют испытуемой жидкостью, после чего производят те же операции, что и с дистиллированной водой.

Плотность испытуемой жидкости р20, в г/см3, вычисляют по формуле:

где m — масса пустого пикнометра, г; m1 — масса пикнометра с дистиллированной водой, г; m2 — масса пикнометра с испытуемой жидкостью, г; 0,99823 — значение плотности воды при 20 °С, г/см3.

Определение плотности твердого тела

Чаще всего взвешивают тело и пикнометр ПТ со вспомогательной жидкостью, налитой в него до требуемого уровня при определенной температуре, опускают тело в пикнометр с жидкостью, устанавливают жидкость на первоначальном уровне при той же температуре и взвешивают пикнометр с телом и жидкостью.

В качестве вспомогательной жидкости используют главным образом воду. Если испытуемое твердое тело растворимо в воде или взаимодействует с ней, то применяют другую жидкость (толуол, ксилол, бензин, керосин, спирт), причем предварительно ее плотность определяют описанным выше способом.

Испытуемое вещество вносят в пикнометр в виде порошка или крупных кристаллов. Для лучшего проникновения жидкости в капиллярные пустоты твердого тела рекомендуется присоединить пикнометр, содержащий испытуемое вещество и вспомогательную жидкость, к вакуумной системе и выдержать при пониженном давлении 30-40 мин.

Возможен и другой порядок определения. В качестве примера приводим определение плотности огнеупорных материалов но ГОСТ 2211-65.

Плотность огнеупоров определяют как отношение массы материала к ее объему без пор.

Пробу, измельченную до крупности зерна 0,063 мм, высушивают при 110 ±5°С до постоянной массы. Навеску материала 5-8 г засыпают в предварительно взвешенный пикнометр для твердых веществ вместимостью 25 мл.

Пикнометр с пробой взвешивают, затем до 1/2 объема наполняют вспомогательной жидкостью. Пикнометр, частично заполненный вспомогательной жидкостью и испытуемым веществом, подвергают вакуумированию не менее 30 мин. Такой же обработке под вакуумом подвергают и вспомогательную жидкость, необходимую для дополнительного заполнения пикнометра

После отключения вакуума пикнометр осторожно дополняют дегазированной вспомогательной жидкостью и помещают в термостат минимум на 30 мин. Температура в термостате должна быть 20 ±0,1°С при насыщении пробы водой и 20 ±0,2 °С при использовании ксилола и толуола

Затем уровень жидкости в пикнометре доводят точно до метки, закрывают пикнометр пробкой, вынимают его из термостата, обтирают и взвешивают.

Массу высушенного пикнометра, а также пикнометра, заполненного вспомогательной жидкостью, определяют заранее. Плотность пробы р, в г/см3, вычисляют с точностью до 0,001 г/см3 по формуле:

где m — масса пробы, г; m1 — масса пикнометра с пробой и жидкостью, г; m2 — масса пикнометра с жидкостью, г; рж — плотность вспомогательной жидкости при 20°С, г/см3 (для воды р = 0,998 г/см3).

Плотность вспомогательной жидкости вычисляют по формуле:

где m1 — масса сухого пикнометра, г; m3 — масса пикнометра с водой, г; m2 — масса пикнометра с жидкостью, г.

Определение — удельный вес — жидкость

Погрешность Лу зависит от точности определения удельного веса жидкости ареометром или другим прибором и от соответствия так называемой средней пробы действительному среднему составу жидкости в резервуаре

Принимая во внимание, что удельный вес обычно определяется с точностью до третьего знака и что средняя проба вносит дополнительную неточность, эта погрешность должна быть принята равной не менее 0 1 % от величины удельного веса.
 . Определение удельного веса пигментов значительно сложнее определения удельного веса жидкостей.
 

Определение удельного веса пигментов значительно сложнее определения удельного веса жидкостей.
 

Пикнометр шаровидный с меткой служит для определения удельного веса жидкостей.
 

Пикнометр цилиндрический с капиллярным отверстием применяется для определения удельного веса жидкостей.
 

На принципе сообщающихся сосудов основано устройство прибора для определения удельного веса жидкости. Прибор изображен на фиг. Состоит он из двух сообщающихся вертикальных специальных трубок А и Б, соединенных между собой изогнутым коленом С. Количество жидкостей подбирается так, чтобы уровни в среднем колене совпадали друг с другом.
 

Физические методы анализа осуществляются с помощью различных описанных выше контрольно-измерительных приборов. Примером физического анализа может служить часто встречающееся в химическом производстве определение удельного веса жидкости ареометром. Примером химического метода анализа является титрование — прием количественного анализа веществ посредством растворов, содержащих определенное количество других веществ.
 

Пикнометр ( рис. 37) представляет собой небольшой стеклянный сосуд ( емкостью несколько миллилитров), применяемый для определения удельного веса жидкостей и твердых тел небольшого объема. При определении удельного веса жидкости пикнометр взвешивают три раза: пустой, наполненный водой и наполненный исследуемой жидкостью.
 

Пикнометр ( рис. 37) представляет собой небольшой стеклянный сосуд ( емкостью несколько миллилитров), применяемый для определения удельного веса жидкостей и твердых тел небольшого объема. При определении удельного веса жидкости пикнометр взвешивают три раза: пустой, наполненный водой и наполненный исследуемой жидкостью.
 

Из существующих методов определения удельного веса здесь описывается только пикнометрический метод, так как он дает довольно точные результаты. Этот метод был проверен нами неоднократно. Существенным недостатком его является длительность определения. Для определения удельного веса пигментов применяют обыкновенные пикнометры, которыми пользуются для определения удельного веса жидкостей.
 

Для регистрации давления в подъемных трубах скважин необходимо останавливать манометр ниже глубины установок каждого газл. Это делается для устранения возможности подброса прибора, спускаемого па проволоке. Для определения места утечки газа в подъемных трубах скважины манометр останавливают дополнительно между газлифтными клапанами. Ниже глубины последнего клапана необходимо записать давление еще в двух точках, включая забой, для определения удельного веса жидкости под точкой ввода газа.
 

Снаружи стакана делают метку на уровне жидкости, затем стакан ставят на огонь ( электроплитку и др.) и кипятят в течение 70 минут при постоянном помешивании. По мере испарения доливают воду до метки. К концу кипения жидкость приобретает вишнево-красное окрашивание. Остывшую жидкость фильтруют, переливают в цилиндр и опускают в него градусник Боме. При отсутствии последнего в цилиндр с ИСО опускают ареометр для определения удельного веса жидкостей тяжелее воды. По таблице ( приложение 3) удельный вес переводят в градусы.
 

Плотность — жидкость

Плотность жидкости везде принята равной 0 9 г / см3, а динамическим уровнем считается уровень у приема насоса.
 

Плотность жидкости определяется пикнометрически. Пикнометр ( мерная колбочка объемом 1 — 5мл) тщательно вымывается, высушивается и взвешивается вместе с притертой пробкой на аналитических весах. Затем пикнометр наполняется дистиллированной водой до кольцевой метки на его узком и высоком горлышке. Наполненный водой пикнометр выдерживается в термостате ( им может служить небольшая водяная баня) в течение 5 — 10 мин при той же температуре, при которой будет производиться ( или производилось) определение показателя преломления. После этого пикнометр насухо вытирают фильтровальной бумагой и взвешивают.
 

Плотность жидкости определяется разностью давления воздуха в двух трубках J я 2, через которые продувается воздух. Трубки погружены на одинаковую глубину в жидкости с разной плотностью. Одна из жидкостей является эталонной, другая — контролируемой. Давление, возникающее в каждой из пьезометрических трубок, равно разности давлений сжатого воздуха, подаваемого в трубки, и гидростатического давления жидкости.
 

Плотность жидкости определяют ( приближенно) с помощью ареометров

Для этого жидкость наливают в стеклянный цилиндр и в нее осторожно погружают ареометр так, чтобы он не касался стенки цилиндра. При этом ареометр не должен плавать на поверхности или полностью быть погруженным в жидкость

Если для испытания взят слишком тяжелый или слишком легкий ареометр, его осторожно вынимают, ополаскивают водой, вытирают, кладут на место в коробку с набором ареометров и берут другой, соответственно легче или тяжелее. Показание шкалы ареометра на уровне поверхности жидкости отвечает плотности этой жидкости. С помощью ареометров плотность жидкости определяют с точностью до третьего десятичного знака.
 

Плотность жидкости определяется путем измерения резонансной частоты. Одновременное измерение плотности позволяет измерять не только динамическую, но и кинематическую вязкость. Вискозиметр имеет несколько диапазонов измерения вязкости. Если вязкость жидкости выходит за установленный диапазон, то в электронном преобразователе предусмотрено автоматическое переключение на другой диапазон.
 

Плотность жидкости р при обводненной продукции скважины определяется как средневзвешенная с учетом плотностей нефти и воды при термодинамических условиях насоса.
 

Плотность жидкости определяет величину ударного давления при гидравлическом ударе ( см. стр.
 

Плотность жидкости на единицу длины сливной планки задается в пределах 40 — 90 м3 / м ч, а затем уточняется после определения диаметра колонны.
 

Плотность жидкости регулируется от 0 9 до 1 8 г / см3 путем ввода дизельного топлива или СаСО3 с электролитом.
 

Плотность жидкости для подсчета давления ее на забой можно определить как частное от деления разности давлений на уровне жидкости при двух различных режимах откачки на разность уровней жидкости при тех же режимах.
 

Плотность жидкости, часто определяется с помощью ареометра, который иногда называют денсиметром, бн представляет собой узкий стеклянный поплавок со шкалой, в нижней части которого находится грузик. Когда ареометр плавает в жидкости, отсчет по шкале, совпадающий с верхним краем мениска жидкости, дает значение плотности. Ареометры ( ГОСТ 18481 — 8JE) нередко изготовляются со встроенным термометром, что позволяет одновременно с плотностью измерять и температуру.
 

Аномальное расширение воды

Вода является настолько жизненно важным веществом, что знать ее поведение просто крайне необходимо. На рисунке показано, как объем воды фиксированной массы изменяется от -20 °С до 100 °С. Лед медленно расширяется, пока не достигнет 0°С, и затем тает. Объем воды при 0 °С составляет 10/11  объема льда при 0 °С, и этот объем продолжает уменьшаться, пока не достигается температура 4 °С.

После этого объем увеличивается при нагревании до температуры 100°С, но не равномерно. Однако объем воды и при 100 °С все же меньше объема льда при 0 °С. При 100 °С вода превращается в пар, и ее объем при атмосферном давлении увеличивается в 1650 раз.

Можно заметить, что вода имеет минимальный объем и максимальную плотность при 4 °С. Это устраивает и конькобежцев, и живое подо льдом. Лед, будучи менее плотным, чем вода, формируется на ее поверхности. Поскольку лед — плохой проводник, он предохраняет воду под ним. Животный и растительный мир подо льдом выигрывает, так как температура на дне глубокого водоема, скорее всего, не упадет ниже 4 °С. Как только достигается эта температура, ослабляются конвекционные потоки, связанные с охлаждением (конвекционные потоки возникают вследствие как охлаждения, так и нагревания.)

Неприятным последствием своеобразного поведения воды является разрыв водопроводных труб в большие холода. Когда вода при 0 °С превращается в лед, то объем увеличивается на 1/11. Это очень большое расширение, и возникает громадная сила, если нет пространства, которое требуется для этого расширения. В результате водопроводная труба может лопнуть или же будут разорваны соединения.

Некоторые считают, что водопроводные трубы разрываются во время оттепели. Фактически же трубы разрываются, когда вода в них замерзает, но сам разрыв незаметен явно до тех пор, пока вода не начнет вытекать из дыры во время оттепели.

Необходимо принять следующие предосторожности во время холодного периода:

• осушить трубы, если это возможно;
• тщательно изолировать те из них, которые не могут быть осушены;
• возле труб, которые могут замерзнуть, держать источник тепла. 

Если вам рано утром в холодную погоду приносят молоко, то вы, может быть, замечали столбик застывших сливок, выступающих у горлышка бутылки, когда она наполнена доверху. Ясно, что если пробка легко не вынимается, то бутылка может лопнуть. Точно так же нужно быть осторожным, когда вы ставите в холодильник посуду с пищей, которая содержит много воды. В сосуде должно быть оставлено достаточно места для расширения замерзающей жидкости, иначе она может перелиться через край или же лопнет сам сосуд.

В природе встречаются явления, которые показывают, насколько большая сила действует при замерзании воды: под ее воздействием раскалываются камни и растрескивается почва. Когда зимой земля полита водой и она замерзает, то происходит значительное ее расширение, вследствие чего растрескивается почва. При высыхании почва крошится. Когда трещина в камне наполняется водой, то сначала она замерзает на поверхности, покрывает ее льдом. Если температура упадет достаточно низко, чтобы замерзла вся вода, то сила, возникающая при ее расширении, может заставить отколоться достаточно большой кусок камня.