Лабораторная работа 2 Определение средней плотности материала на образцах неправильной геометрической формы

Цель работы: Определение средней плотности материалов методом гидростатического взвешивания.

Теоретическая часть

Метод гидростатического взвешивания является наиболее распространенным при определении средней плотности образцов неправильной геометрической формы как плотных, так и пористых материалов. Метод основан на использовании закона Архимеда, в соответствии с которым на тело, погруженное в воду, действует выталкивающая сила, равная массе вытесненной им воды. Чтобы определить эту силу, испытываемый образец взвешивают на воздухе и в воде; разность этих весов и есть выталкивающая сила, величина которой численно равна объему образца.

Средства контроля (должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации на материал):

– весы технические коромысловые;

– стеклянный сосуд с водой;

– разновесы;

– парафин технический;

– электрическая печка.

Испытания проводят с использованием метода гидростатического взвешивания (рисунок 2).

Проведение испытания

Испытания проводят на двух образцах в следующей последовательности:

– определяют массу образца m в граммах, взвешивая его на технических коромысловых весах;

1 – образец; 2 – нить; 3 – крючок для подвешивания образца;

4 – сосуд с водой; 5 – весы технические коромысловые

Рисунок 2 – Испытания образцов с применением метода гидростатического взвешивания

– образец обвязывают нитью и покрывают его поверхность тонким слоем парафина, расплавленного при температуре (75 – 85) ˚С; охлажденный образец осматривают, образовавшиеся на парафиновой пленке трещины и пузырьки удаляют при помощи горячей иглы;

– определяют массу образца, покрытого парафином, m₁, в граммах, взвешивая его на технических коромысловых весах;

– рассчитывают массу парафина, покрывающего образец, m_пар, в граммах:

m_пар= m₁– m ; (2.1)

– вычисляют объем парафина, покрывающего образец, V_пар,см³:

, (2.2)

где ρ_пар – плотность парафина, равная 0,93 г/см³;

– за нить образец подвешивают к крючку, закрепленному на левом конце коромысловых весов, и погружают его в сосуд с водой. Определяют массу образца m₂ в граммах.

При взвешивании образец не должен касаться стенок и дна стеклянного сосуда;

– рассчитывают объем образца, покрытого парафином V_пар, см³

^; (2.3)

где ρ_воды – плотность воды, равная 1,0 г/см³;

– вычисляют объем образца в естественном состоянии, V_е, см³:

V_e=V – V_пар ; (2.4)

– по формуле (1.1) рассчитывают среднюю плотность образца , г/см³.

Результаты испытаний заносят в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты определения средней плотности образцов

Показатели	Наименование материала, номер образца
	___________		___________
	1	2	1	2
Масса образца m, г
Масса образца, покрытого парафином, m1, г
Масса парафина, mпар, г
Плотность парафина, ρпар , г/см3	0,93	0,93	0,93	0,93
Объем парафина, Vпар, см3
Масса образца, покрытого парафином, в воде, m2, г
Объем образца, покрытого парафином, V,см3
Объем образца Vе, см3
Средняя плотность образца ρср, г/см3
Среднее значение средней плотности образца , г/см3
Среднее значение средней плотности образца , кг/м3

За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение результатов двух определений средней плотности.