1 密度測量
1.1 測量原理
密度測量的基本原理是阿基米德定律,即浸在液體里的物體受到浮力大小等于該物體所排開的液體的重量。
1.2 測量儀器和材料
1.2.1 精密天平
稱量在10g及以內,允許質量稱量誤差為±0.1mg;稱量在10g以上,質量稱量精度可為±0.001%。
1.2.2 容器
容器一般選用燒杯,其大小應選擇適當,即樣品浸入液體中時液面上升高度應小于2.5mm。
1.2.3 比重瓶
選用容積為10mL的比重瓶。
1.2.4 液體
1.2.4.1 測量液體用蒸餾水或去離子水,其在空氣中不同溫度下的密度見表1。
表1 蒸餾水或去離子水在空氣中不同溫度下的密度
| 溫度,℃ | 密度,g/cm3 | 溫度,℃ | 密度,g/cm3 | 溫度,℃ | 密度,g/cm3 | 溫度,℃ | 密度,g/cm3 |
| 10.0 | 0.999 70 | 15.0 | 0.999 10 | 20.0 | 0.998 20 | 25.0 | 0.997 04 |
| 10.5 | 0.999 65 | 15.5 | 0.999 02 | 20.5 | 0.998 10 | 25.5 | 0.996 91 |
| 11.0 | 0.999 60 | 16.0 | 0.998 94 | 21.0 | 0.997 99 | 26.0 | 0.996 78 |
| 11.5 | 0.999 55 | 16.5 | 0.998 86 | 21.5 | 0.997 88 | 26.5 | 0.996 65 |
| 12.0 | 0.999 49 | 17.0 | 0.998 77 | 22.0 | 0.997 77 | 27.0 | 0.996 51 |
| 12.5 | 0.999 43 | 17.5 | 0.998 68 | 22.5 | 0.997 65 | 27.5 | 0.996 37 |
| 13.0 | 0.999 37 | 18.0 | 0.998 59 | 23.0 | 0.997 54 | 28.0 | 0.996 23 |
| 13.5 | 0.999 31 | 18.5 | 0.998 50 | 23.5 | 0.997 42 | 28.5 | 0.996 09 |
| 14.0 | 0.999 24 | 19.0 | 0.998 40 | 24.0 | 0.997 29 | 29.0 | 0.995 94 |
| 14.5 | 0.999 17 | 19.5 | 0.998 30 | 24.5 | 0.997 17 | 29.5 | 0.995 80 |
1.2.4.2 在測量過程中液體溫度應與環境溫度保持平衡。
1.2.5 溫度計
溫度計精度應在±0.5℃。
1.2.6 細金屬絲
金屬絲直徑應不大于0.25mm。
1.3 試樣
1.3.1 試樣表面應光潔無油污,如果試樣有覆層,應將覆層清除干凈方可進行測量。
1.3.2 試樣的體積應大于0.5cm3,否則就應選幾個試樣(總體積要求大于0.5cm3)一同測量。
1.3.3 試樣的溫度應與環境溫度保持一致。
1.4 測量
1.4.1 大體積(體積大于0.5cm3)電觸頭材料密度的測量
1.4.1.1 在空氣中稱量清潔干燥試樣的質量m0。
1.4.1.2 對在空氣中稱量時吸水的試樣,可將試樣放入液體石臘中浸泡,然后從液體石臘中取出試樣,用濾紙擦掉表面過多的液體石臘;或用覆蓋的辦法在表面涂上薄薄的一層凡士林。然后,稱量出其在空氣中的質量m1。
1.4.1.3 如圖1所示,將試樣用細金屬絲懸掛在水中,試樣離水面應不少于10mm,排除試樣表面和沾附在金屬絲上的氣泡,然后稱量出試樣在水中的質量m2。
1.4.1.4 將試樣置于水中,稱量金屬絲在水中的質量m3。
圖1 水中稱量示意圖
1.4.1.5 測量液體的溫度t。
1.4.1.6 結果與計算
不吸水試樣的密度按公式(1)計算:
……………………………………… (1)
吸水試樣的密度按公式(2)計算:
……………………………………… (2)
式(1)、(2)中:
D——試樣的密度,g/cm3;
D0——液體在溫度t時的密度,g/cm3;
m0——試樣在空氣中的質量,g;
m1——吸水試樣經防水處理后在空氣中的質量,g;
m2——試樣在水中的質量(含金屬絲),g;
m3——金屬絲在水中的質量,g。
計算結果取小數點后二位數。
1.4.2 小體積(體積小于或等于0.5cm3)電觸頭材料密度的測量
1.4.2.1 在空氣中稱量清潔干燥試樣的質量m0。
1.4.2.2 對在水中稱量時吸水的試樣,按3.4.1.2的方法進行處理,然后,稱量出其在空氣中的質量m1。
1.4.2.3 稱量灌滿液體的比重瓶的質量m2。
1.4.2.4 將試樣裝入灌滿液體的比重瓶中,先排除試樣表面的氣泡,然后稱量其質量m3。
1.4.2.5 測量液體的溫度t。
1.4.2.6 結果與計算
不吸水試樣的密度按公式(3)計算:
………………………………………(3)
吸水試樣的密度按公式(4)計算:
………………………………………(4)
式(3)、(4)中:
D ——試樣的密度,g/cm3;
D0——液體在溫度t時的密度,g/cm3;
m0——試樣在空氣中的質量,g;
m1——吸水試樣經防水處理后在空氣中的質量,g;
m2——灌滿液體的比重瓶的質量,g;
m3——放入試樣并灌滿液體的比重瓶的質量,g。
計算結果取小數點后二位數。
原創作者:廣東宏拓儀器科技有限公司