4.2.2. Определение плотности сыпучих тел

При определении плотности сыпучих тел используют результаты первого этапа взвешиваний при определении плотности жидкости.

Условие равновесия равноплечих весов при взвешивании пустого пикнометра весом Р имеет вид (4.5):

. (4.12)

При взвешивании пикнометра с дистиллированной водой, налитой до метки, условие равновесия весов (4.6)

. (4.13)

В начале второго этапа в хорошо просушенный пикнометр насыпают и взвешивают некоторое количество сыпучего тела (до 0,5 объема пикнометра). Условие равновесия

, (4.14)

где – сила тяжести сыпучего тела (иV_Т – плотность и объем сыпучего тела);

–выталкивающая сила, действующая со стороны воздуха на сыпучее тело объема V_Т ;

т₃ – масса гирь, уравновешивающих пикнометр с сыпучим телом.

Затем в пикнометр с сыпучим телом наливают до метки дистиллированную воду. Условие равновесия

, (4.15)

где – сила тяжести дистиллированной воды, заполняющей до метки пикнометр с сыпучим телом; (V – V_т) – объем воды;

–сила тяжести сыпучего тела;

–выталкивающая сила, действующая на воду с погруженным в нее сыпучим телом;

т₄ – масса гирь, уравновешивающих пикнометр, заполненный сыпучим телом и водой.

Вычитая из (4.12) (4.14), а из (4.13) (4.15), и вынося общие множители за скобки, получим:

(=, (4.16)

(. (4.17)

Разделив почленно выражение (4.16) на (4.17), получим

= . (4.18)

Откуда плотность сыпучего тела равна:

= , (4.19)

где т₁ – масса гирь, уравновешивающих пустой пикнометр;

т₂ – масса гирь, уравновешивающих пикнометр с водой, налитой до метки;

т₃ – масса гирь, уравновешивающих пикнометр, заполненный наполовину сыпучим телом;

т₄ – масса гирь, уравновешивающих пикнометр с сыпучим телом и заполненный до метки дистиллированной водой;

–плотность воздуха при данной температуре;

–плотность воды при данной температуре.

4.3. Экспериментальная часть работы

4.3.1. Приборы и оборудование

Пикнометр, жидкие и сыпучие тела, дистиллированная вода, аналитические весы с набором разновесов, пинцет, технические весы с набором разновесов, термометр.

4.3.2. Порядок выполнения работы

В работе применяются аналитические весы, являющиеся одним из самых точных приборов, вводятся поправки на потерю веса в воздухе. Измерения по этому довольно простому методу дают результаты, которыми можно пользоваться при научных работах в области медицины и биологии для определения с высокой точностью плотности жидкостей и тканей организма.

Поскольку плотность жидкости зависит от температуры, то необходимо знать температуру во время опыта. У некоторых пикнометров термометр укреплен на притертой пробке и вставляется внутрь либо впаян в стекло пикнометра. Если такого термометра нет, то для определения температуры нужно использовать термометр, находящийся вблизи пикнометра, вне его.

Внимание! 1. Перед выполнением работы повторить правила взвешивания на технических весах (лабораторная работа 2, п. 2.2.72.2.10) и на аналитических весах (лабораторная работа 3, п. 3.2.43.2.7).

2. Определение массы т₁, т₂ и т.д. производить одним из методов точного взвешивания.

3. Все взвешивания при выполнении работы следует проводить на одних и тех же аналитических весах с использованием одного и того же набора разновесов.

ЗАДАНИЕ 1