58. Поляриметри: призначення, принцип дії, функціональна схема автоматичного поляриметра.

Поляриметр (полярископ, — только для наблюдения) — прибор, предназначенный для измерения степени поляризации частично поляризованного света или оптической активности прозрачных и однородных сред, растворов (сахарометрия) и жидкостей.

Области применения

Применяется в лабораториях пищевой, химической промышленности и других отраслях науки и производства для определения концентрации растворов оптически активных веществ, таких как сахар, глюкоза, белок, по углу вращения плоскости поляризации. Рекомендуется больным сахарным диабетом для индивидуального контроля содержания сахара в моче. Также позволяет наблюдать и измерить остаточные напряжения в стекле.

Устройство

Поскольку, существует масса различных областей применения, то конструкции поляриметров могут отличаться, но ключевые элементы одинаковы.

Источник света — чаще это натриевая или лампа накаливания с тепловым экраном для защиты образца от ИК излучения (для твердых деталей важно избегать термических деформаций, для жидкостей, — градиента плотности) и матовым стеклом дающим равномерную засветку наблюдаемой области.

Светофильтр — элемент, выделяющий определенную область в спектре, тк наблюдать приходится монохроматический свет. Таким элементом может быть пластина из фильтрующего вещества или призма.

Двух поляризаторов расположенных по обе стороны от анализируемого образца. Часто, один из них, это поляроид, а второй либо поляроид, либо склеенная призма из исландского шпата.

Пластин-компенсаторов, толщиной кратной длине волны или четверть-волны, для подбора метода измерений.

Измерительное устройство — лимб или электронный датчик.

Самодельный полярископ

Несмотря на сложность конструкции промышленных поляриметров, наблюдать поляризацию можно используя лишь один или два поляроида. Эти пластины используются для визуализации жидких кристаллов (в калькуляторах и ЖК мониторах), одна из них помещаяется сверху стёкол с кристаллами, другая — снизу. Хотя сейчас уже можно приобрести поляроид для объектива. В скрещеном виде, они позволяют увидеть в проходящем свете как изменяется поляризация прозрачными средами. Например между ними можно положить кусочки полиэтилена или пластиковую линейку. Свет, проходящий через атмостферу, также имеет частичную поляризацию, и ее можно наблюдать используя только один поляризатор. Для этого нужно рассматривать яркие объекты неба (такие как облака или луна). Свет ЖК монитора также остается частично поляризованным. Некоторые люди способны улавливать различную поляризацию желтого и синего излучения, этот эффект был открыт австрийским физиком Хайдингером (W. R. Haidinger) и назван в его честь. Поскольку при отражении свет также поляризуется, то вместо поляроида можно использовать обычное стекло, затемненное с одной стороны. Наблюдать источник надо под углом Брюстера, в этом случае свет практически полностью будет линейно поляризован.

58. Віскозиметри: поняття в'язкості рідини, динамічна і кінетична в'язкості, одиниці вимірювання. Методи вимірювання в'язкості.

Віскозиметр (рос. вискозиметр; англ. viscosimeter; нім. Viskosimeter n, Viskositätsmesser m, Zähigkeitsmesser m) — прилад для визначення в'язкості газів, рідин, суспензій, гідросумішей.

Різновиди

Віскозиметр Освальда.

У ротаційному віскозиметрі досліджуване середовище розміщується в щілині між двома коаксіальними тілами обертання, наприклад, циліндрами, один з яких (зазвичай внутрішній) — нерухомий, а інший може обертатися з певною кутовою швидкістю. Межі вимірювання ротаційного віскозиметра: від 1 до 105 Па×с, відносна похибка: 3-5%.

У кулькових віскозиметрах в'язкість вимірюють за швидкістю кочення кульки всередині каліброваної трубки, заповненої рідиною або газом, що досліджується. Межі вимірювання: від 10-4 до 5x102 Па с, відносна похибка: близько 0,5%. Найвідоміший віскозиметр Гепплера.

У капілярних віскозиметрах принцип визначення в'язкості ґрунтується на виміру часу протікання заданого об'єму рідини через вузький отвір або трубку, при заданій різниці тисків. Найчастіше рідина з резервуару витікає під дією власної ваги. За цим принципом діють віскозиметри Енглера та Оствальда. Капілярний віскозиметр є достатньо точним і універсальним, з його допомогою вимірюється в'язкість від 10 мкПа∙с(гази) до 10 кПа∙с. Використовують віскозиметри за ASTM D 445(ГОСТ 33). В'язкість бурових розчинів визначають також в умовних одиницях — секундах — за часом витікання певного обсягу розчину з лійки приладу СПВ-5 через трубку з отвором діаметром 5 мм.

У віскозиметрах з вібруючим зондом використовується залежність між в'язкістю рідини і частотою коливань зонда. Оскільки частота залежатиме і від питомої маси (густини)рідини то результати вимірювань не завжди є точними.

Використання

У нафтовій промисловості використовується для визначення в'язкості бурових і тампонажних розчинів, нафт і нафтопродуктів, технологічних рідин. Найбільше поширення отримали ротаційний і кульковий віскозиметри.

58. Капілярні віскозі метри: принцип дії, устрій, область застосування.

58. Ротаційні і вібраційні віскозиметри: принцип дії, устрій, область застосування.

58. Вологість газів: поняття абсолютної і відносної вологості, класифікація засобів вимірювання.

Вологість повітря — вміст водяної пари в повітрі, характеризується пружністю водяної пари, відносною вологістю, дефіцитом вологи, точкою роси, — є одним з найважливіших параметрів атмосфери, що визначає погоду, а також те, наскільки комфортно почуває себе людина в цей час часу.

Є два способи кількісної оцінки вологості:

Абсолютна вологість — маса водяної пари, що утримується в одиницях об'єму повітря.

Відносна вологість — відношення абсолютної вологості до її максимального значення при даній температури. При 100% відносній вологості в повітрі може відбутися конденсація водяних пар з утворенням туману, випаданням води. Температура, при якій це трапляється, називається точкою роси.

Оптимальна для людини вологість 40-60%

Вологість абсолютна (рос. абсолютная влажность; англ. absolute humidity; нім. absolute Feuchtigkeit f — вологість, що визначається густиною водяної пари (відношення маси водяної пари, що міститься у газі, до об'єму цього газу).

Приклади

Абсолютна вологість газу (рос. влажность газа абсолютная; англ. absolute gas humidity; нім. absolute Gasfeuchtigkeit f) – масова кількість водяної пари, яка міститься в 1 кг сухого газу або в 1 м³ вологого газу за нормальних (чи стандартних) умов. Якщо газ містить максимально можливу кількість водяної пари при заданій температурі, то він називається насиченим. Вологість вуглеводневих газів вища ніж повітря, причому, з підвищенням температури ця різниця зменшується. Чим більше в газі важких вуглеводнів, тим більша його вологість. Наявність H2S і CO2 підвищує вологість газу, а азоту — зменшує. Наявність у воді розчинених солей знижує вологість рівноважного з цією водою газу.

Абсолютна вологість повітря (рос. абсолютная влажность воздуха; англ. absolute air humidity; нім. absolute Luftfeuchtigkeit f) — кількість водяної пари в грамах, що міститься в цей час в 1 м³ повітря.

Абсолю́тна воло́гість повітря — густина водяної пари в повітрі; практично — кількість водяної пари в грамах в 1 м³ повітря за даної температури. Абсолютна вологість чисельно близька до пружності водяної пари, вираженої в мм ртутного стовпа. Абсолютна вологість біля поверхні землі коливається від десятих г/м³ (у приполярних та холодних країнах) до 20 г/м³ і вище (у приекваторіальних зонах).

Відно́сна воло́гість (рос. влажность относительная; англ. relative humidity; нім. relative Feuchtigkeit f) — відношення кількості води, що знаходиться в речовині за даних умов, до максимально можливої кількості води за тих же умов.