Удельный вес

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.

Литровые измерения

Вода была изначально взята за эталон массы в состоянии тающего льда. После этого определения менялись, и образцом одного килограмма стала вода при температуре наибольшей плотности и нормальном состоянии атмосферного явления. Из этого следует, что вещество, в данном случае вода, даже в емкости 1 литр может иметь разный вес. Поэтому при вопросе, сколько в 1 литре килограмм, следует уточнять еще и атмосферное давление, и температуру воды. И опять же, когда речь идет не о воде, вес одного литра будет значительно разнится. Так, самая тяжелая жидкость в естественном состоянии — ртуть — более чем в тринадцать раз тяжелее воды. А, например, растительное масло легче воды, и, если влить масло в воду, на поверхности образуется масляная пленка. С учетом того, что один литр соответствует одному кубическому дециметру, литрами можно измерять не только жидкие вещества, но и твердые. Самое твердое известное вещество — осмий — в 23 раза тяжелее воды, а лёд, который образуется при замерзании воды, имеет меньшую плотность, поэтому и находится на поверхности воды. Сколько килограмм в 1 литре, зависит от того, что мы измеряем.

Сколько весит литр воды – немного истории

В разные времена ответ на данный вопрос был неодинаковым. А ведь ежеминутный расход воды в мире чрезвычайно большой! Поэтому требовалось принять общее решение по поводу измерения массы жидкости. Так, в 1964 году во время международной конференции по мерам и весам была утверждена единица, обозначившая объем 1 дм 3 воды – литр.

Однако эта единица означает, скорее, не вес, а объем. При этом вес может быть совершенно разный – к примеру, литр воды будет значительно тяжелее литра бензина по причине большей плотности.

В 1901 году третьей международной конференцией по мерам и весам было принято решение обозначать литр как объем 1 кг воды при температуре 3,98˚С и атмосферном давлении 760 мм ртутного столба. Главным отличием обозначения литра стало то, что в 1901 году этой единицей считался объем килограмма, а в 1964 году – только объем, при этом вес вещества мог быть разным.

Так что в период 1901 – 1964 гг. вес литра воды равнялся одному килограмму, правда при соблюдении вышеуказанных показателей температуры и атмосферного давления. Для соблюдения данного равенства также необходимо, чтобы вода была чистой. Ведь обычная питьевая вода содержит соли, оказывающие разное влияние на ее плотность. Есть ли разница между купанием в пресном озере и соленом? Конечно, в последнем вряд ли получится утонуть. Так что для того, чтоб литр воды был равен килограмму, жидкость должна быть дистиллированной, полученной путем испарения и конденсации пара.

как вывести лишнюю воду из организма

1. Сократить потребление натрия (соли)

2. Пить больше воды3. Сократить потребление углеводов4. Повысить физическую активность 

5. Принимать витамины 6. Время от времени принимать мочегонные средства

Врач-дерматовенеролог, косметологБорьба с отеками и нормализация работы лимфатической системы — одна из составляющих комплексной программы для похудения и сглаживание целлюлита.  Предрасполагающих факторов к гиноидной липодистрофии (целлюлитным отложениям — прим.ред., далее ГЛ) достаточно много. Но начальная стадия ГЛ всегда начинается с нарушения кровообращения, которое приводит к поражению капилляров и ухудшению микроциркуляции. В результате увеличивается проницаемость стенок капилляров и диффузия плазмы в соединительную ткань — так появляется отек.  При патологии венозной системы дистрофические изменения могут захватить все ткани нижних конечностей. В этом случае симптомами начинающегося целлюлита могут стать ощущения «тяжелых ног», отеки, особенно в вечерние часы. К сожалению, это состояние которое может сопровождать как пациентов с избыточной массой тела, так и стройных женщин.   Самыми работающими схемами коррекции (ГЛ) являются сочетанные методики. Обычно коррекция начинается с внутрикожного введения сосудистых и дренажных компонентов (артишок, мелилото-рутин, кремний, гинкго билобо, буфломедил) и аппаратный лимфодренаж. Для работы по телу, гораздо больше методик, позволяющих нормализовать работу лифатической системы. Одни из любимых — это  прессотерапия, кавитация и LPG -массаж. Курсом 6-8 раз

Но важно помнить, чтобы избавить свое тело от «апельсиновой корки», должна быть система: ограничение простых углеводов, адекватная физическая нагрузка, соблюдение питьевого режима.

Определение — удельный вес — жидкость

Определение удельного веса жидкости производят с помощью пикнометра. Содержание СГ определяют, главным образом, меркурометрическим методом, а в отдельных случаях — аргенто-метрическим. Качественное определение NH3 производят реактивом Несслера.  

Для определения удельного веса жидкостей пользуются ареометром, который погружается тем глубже, чем меньше удельный вес жидкости. Ареометр имеет шкалу с делениями, показывающими удельные веса жидкостей.  

Для определения удельного веса жидкостей необходим тонкий стеклянный капилляр длиною 10 — 15 мм и диаметром около 0 1 мм; емкость капилляра — около 0 3 мм3, его вес — около / Змг.  

Для определения удельного веса жидкости на крючок вешают стеклянный поплавок и подвинчиванием установочного винта, который должен обязательно находиться в плоскости планки, приводят к совпадению острия-указателя на планке и на коромысле. Затем наливают в цилиндр жидкость, подставляют его под поплавок и наложением рейтеров на коромысло уравновешивают весы. Больший рейтер показывает десятичные знаки, следующие — сотые и тысячные, а самый малый — десятитысячные.  

Для определения удельного веса жидкости в ци-линдр 7 наливают испытуемую жидкость, предварительно приведенную к температуре 20, и опускают в нее сухой поплавок так в жидкость.  

Для определения удельного веса жидкости существуют два метода. Один из них заключается во взвешивании известного объема жидкости, находящейся в мерном сосуде, который носит название пикнометра. Другой основан на использовании закона Архимеда. Трубка / ареометра погружается в сосуд 2 с жидкостью 3 и плавает в ней. Глубина погружения отсчитывается по шкале. Затем по специальным таблицам определяется объемный вес жидкости. Существуют ареометры, на шкале которых нанесены деления, соответствующие объемному весу жидкости.  

При определении удельного веса жидкости ареометр не должен касаться стенок сосуда, в котором производится испытание.  

На основании определения удельного веса жидкости находят по таблице концентрацию данного вещества.  

Схема автоматического регулирования режима девул-канизации.  

Ареометры служат для определения удельного веса жидкости или концентрации растворов.  

Цилиндры применяются для определения удельного веса жидкостей при помощи ареометров.  

В лабораторной практике для определения удельного веса жидкостей используются пикнометры, весы Мора и ареометры. Ареометр — наиболее распространенный прибор — применяется для быстрых и приближенных определений удельного веса жидкостей. Он погружается в жидкость частично. На верхней непогружаемой части ареометра нанесены деления. По делению, до которого ареометр погружается в жидкость, отсчитывается величина удельного веса. Непосредственно с погружаемой частью ареометра соединен термометр, который показывает температуру жидкости в момент измерения.  

Ареометры, применяемые для определения удельного веса жидкостей тяжелее воды, имеют нуль вверху шкалы, а для жидкостей легче воды — внизу шкалы.  

Разработка и испытание прибора для определения удельного веса жидкостей с дистанционной передачей показаний, Отч.  

Погрешность Ду 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 плотности жидкости ареометрами (денсиметрами)

Применение ареометров (денсиметров) для определения относительной плотности жидкостей основано на законе Архимеда.

Ареометр (рис. 202) представляет собой стеклянную трубку, расширенная (нижняя) часть которой заполнена балластом — чистой и сухой металлической дробью, залитой слоем смолы с температурой плавления не ниже 80 °С. Благодаря балласту во время измерения плотности ареометр находится в вертикальном положении. На верхней части нанесена шкала. Чем меньше плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр, поэтому верхние деления шкалы соответствуют наименьшей, а нижние — наибольшей плотности. Отсчет показаний производится по нижнему мениску.


Стеклянные ареометры общего назначения, предназначаемые для измерения плотности жидкости, выпускаются со шкалами, градуированными в единицах плотности, а ареометры для измерения содержания веществ в двухкомпонентных растворах — со шкалами, градуированными в процентах растворенного вещества (по объему или по массе).

Выпускаются также ареометры специального назначения: для нефти, для морской воды, молока, для определения концентрации сухих веществ в сахаросодержащих веществах (сахарометры), для определения крепости водно-спиртовых растворов (спиртометры) и др. На шкалах специальных ареометров нанесены деления, показывающие концентрации раствора в процентах (по объему или по массе).

Сифонные ареометры используют в частности для измерения плотности электролита в аккумуляторах. Ареометр состоит из стеклянного сосуда цилиндрической или грушевидной формы. На верхнюю часть сосуда плотно насаживается резиновый шар, на нижнюю — резиновая трубка. Внутри стеклянного сосуда помещен маленький ареометр. Сжав предварительно резиновый шар, опускают резиновую трубку в аккумулятор. При разжимании шара в стеклянный сосуд всасывается электролит в количестве достаточном, чтобы ареометр мог свободно плавать.

При измерении плотности испытуемую жидкость помещают в стеклянный цилиндр для ареометров и при температуре жидкости 20 °С осторожно опускают в нее чистый сухой ареометр, на шкале которого предусмотрена ожидаемая величина плотности. Ареометр не выпускают из рук до тех пор, пока не станет очевидным, что он не тонет; при этом необходимо следить, чтобы ареометр не касался стенок и дна цилиндра

Отсчет производят через 3-4 мин после погружения по делению на шкале ареометра, соответствующему нижнему мениску жидкости (при отсчете глаз наблюдателя должен быть на уровне мениска). В случае определения плотности темноокрашенных жидкостей отсчет допускается производить по верхнему мениску.

Определение ареометром плотности летучих веществ не допускается, так как при энергичном испарении снижается температура жидкости.

Формулы для естественно-научных расчётов

Если говорить об удельном весе (γ), как физической величине, то его можно рассчитать по формулам. В физических расчётах его принято обозначать — γ (гамма). Если известны вес тела (P) и его объём (V), то искомое значение — это отношение первого ко второму (P/V). Из курса физики известно, что вес объекта — это масса (m), умноженная на ускорение свободного падения (g). Подставим эти величины для расчёта удельного веса в формулу γ=P/V. Получим γ=mg/V. По международным стандартам единицей его измерения является Ньютон на метр кубический (Н/м 3 ).

Из формулы понятно, что m/V — плотность (ρ). Таким образом, получается γ=ρg, то есть плотность, умноженная на ускорение. Плотности большинства веществ вычислены и систематизированы. Если использовать справочные таблицы, то вопрос о том, как посчитать удельный вес, легко решается. Однако так обстоит дело только в том случае, если погрешностью величины ускорения (g) можно пренебречь.

Сила тяжести для вычислений

Необходимо знать, что сила тяжести в разных точках нашей планеты немного отличается. Её величина изменяется в зависимости от географической широты. При этом минимальное составляет 9,780 м/с 2 . Максимальное достигает 9,832 м/с 2 . Среднее значение равно 9,80665м/с 2 . Перед тем, как рассчитать удельный вес, определяют этот показатель. В зависимости от точности, при расчётах выбирают разные цифры: 10,0 м/с 2 , 9,8 м/с 2 или 9,81 м/с 2 .


Необходимо также учитывать высоту предмета над уровнем моря и некоторые другие детали. У поверхности Земли силу тяжести измеряют гравиметрами. На других астрономических объектах рассчитывают, производя наблюдения за орбитами различных небесных тел и их вращением. Методом наблюдения и расчётов вычислена сила тяжести многих космических объектов.

Вот некоторые данные:

  • на Юпитере —23,95 м/с 2 ;
  • на Нептуне —11,09 м/с 2 ;
  • на Сатурне —10,44 м/с 2 ;
  • на Венере —8,88 м/с 2 ;
  • на Уране —8,86 м/с 2 ;
  • на Марсе —3,86 м/с 2 ;
  • на Меркурии —3,7 м/с 2 ;
  • на Луне —1,62 м/с 2 .

Итак, сила тяжести, действующая на тело, отличается в разных астрофизических условиях, а плотность объекта — величина постоянная и известная. Можно найти γ=ρg практически в любой точке. В невесомости, где отсутствует сила тяжести, это значение — ноль.

Относительная плотность продукции

Другим значением выражения удельный вес является относительная плотность. Это значение показывает во сколько раз вещество тяжелее или легче дистиллированной воды (при одинаковом объёме).

Вода здесь является эталоном. При этом температура её должна быть 4 градуса Цельсия. При этой температуре её плотность максимальна и составляет 999,973 кг/м 3 . Так как сравниваются величины, имеющие одинаковую размерность, результатом будет безразмерное число.

Пикнометр — это прибор для нахождения этого значения. Процедура определения простая. Сначала в чашу прибора наливают эталонную жидкость (воду). Производят взвешивание. Затем процесс повторяют уже с исследуемой субстанцией. При этом полученную величину умножают на абсолютную плотность (999,973 кг/м 3 ).

С помощью таких измерений в производстве косметической продукции проверяют консистенцию товаров (кремов, лосьонов). Используют их в пищевой промышленности и некоторых других производствах.


С этим читают