Ciężar właściwy, określany również jako gęstość względna, służy do powiązania ciężaru lub gęstości cieczy z ciężarem wody. Ciężar właściwy jest niemianowaną miarą wyprowadzoną jako stosunek masy innej cieczy lub gęstości innej cieczy do masy lub gęstości wody. Przy wyznaczaniu ciężaru właściwego należy również wziąć pod uwagę temperaturę, ponieważ gęstość zmienia się w zależności od temperatury.
Kroki
Metoda 1 z 3: Pomiar ciężaru właściwego za pomocą areometru
Krok 1. Wlej próbkę płynu do pojemnika
Upewnij się, że płyn w pojemniku jest wystarczająco głęboki, aby umożliwić unoszenie się areometru. Jeśli areometr spoczywa na dnie pojemnika, nie uzyskasz dokładnego odczytu. Zostaw miejsce w pojemniku, aby areometr wyparł część płynu, w przeciwnym razie skończysz z rozlaniem.
Kształt i materiał pojemnika są nieistotne, o ile znajduje się w nim wystarczająca ilość płynu, aby areometr mógł prawidłowo unosić się na wodzie
Krok 2. Sprawdź, czy płyn ma odpowiednią temperaturę
Twój areometr zostanie skalibrowany do określonej temperatury. Jeśli ciecz ma inną temperaturę, gęstość cieczy nie będzie odpowiadać kalibracji areometru. Spowoduje to, że Twój odczyt będzie nieprawidłowy.
Typowa kalibracja areometru to 60°F (16°C). Możesz użyć termometru, aby sprawdzić temperaturę płynu, a następnie podgrzać lub schłodzić w razie potrzeby
Krok 3. Umieść areometr w cieczy
Areometr to specjalistyczna szklana rurka z obciążonym końcem. Umieść go w wodzie obciążonym końcem w dół. Odczekaj, aż areometr ustabilizuje się i przestań się kołysać przed wykonaniem pomiaru.
Krok 4. Odczytaj ciężar właściwy z areometru
Areometr jest oznaczony różnymi pomiarami ciężaru właściwego w różnych odstępach czasu. Gdy przestanie pływać, linia wodna znajdzie się na jednym z tych znaków. Liczba odpowiadająca temu znakowi to ciężar właściwy twojego płynu.
- Odczyt na areometrze jest zwykle ułamkiem dziesiętnym, ale jest wyprowadzany jako stosunek gęstości cieczy do gęstości wody w danej temperaturze. Innymi słowy, jeśli twój areometr wskazuje 1,1, oznacza to, że twoja ciecz była 1,1 raza gęstsza niż woda w tej temperaturze. Zwróć uwagę, że ciężar właściwy jest miarą niejednostkową.
-
Możesz sprawdzić ciężar właściwy niektórych popularnych płynów. Przykłady są wymienione poniżej:
- Kwas octowy: 1,052
- Aceton: 0,787
- Piwo: 1,01
- Brom: 3,12
- Mleko: 1,035
- Merkury: 13,633
Metoda 2 z 3: Obliczanie ciężaru właściwego według wagi
Krok 1. Uzyskaj wagę dla danej cieczy
Najpierw zważ wstępnie pojemnik. Następnie ponownie weź wagę pojemnika, ale tym razem z określoną objętością płynu w środku. Odejmij wagę pojemnika wypełnionego płynem od wagi pustego pojemnika. Różnica polega na wadze twojego płynu.
- Na przykład, jeśli twój pojemnik ważył 1,50 funta z płynem i 1,00 funta pustym, twoje równanie wyglądałoby tak: „1,50 funta - 1,00 funta = 0,50 funta”. Twój płyn waży 0,50 funta.
- Upewnij się, że temperatura twojego płynu jest odnotowana podczas pomiaru tej wagi. Musisz to porównać do wody o tej samej temperaturze.
Krok 2. Uzyskaj wagę identycznej objętości wody
Napełnij ten sam pojemnik do tej samej objętości. Następnie zważ pojemnik i znajdź wagę tej objętości wody. Nie powinieneś ponownie ważyć pojemnika, ponieważ znasz już wagę pustego pojemnika.
- Użyj tej samej formuły, aby obliczyć wagę wody. Jeśli pojemnik wypełniony płynem waży 1,75 funta, równanie wyglądałoby tak: „1,75 funta – 1,00 funta = 0,75 funta”. W tym przykładzie woda waży 0,75 funta.
- Upewnij się, że woda ma dokładnie taką samą temperaturę jak omawiana ciecz. W przeciwnym razie wyniki mogą nie być dokładne.
Krok 3. Oblicz stosunek wagi cieczy do wagi wody
Ponieważ dzielisz jedną wagę przez drugą, jednostki zostaną anulowane. To sprawia, że ciężar właściwy jest miarą bezjednostkową. Użyj współczynnika „Wja / Wwoda” gdzie Wja to waga twojego płynu i Wwoda to waga wody.
-
Na przykład, jeśli ważysz 100 ml acetonu w 25 stopniach Celsjusza, waży on 0,17314 funta. Ważenie tej samej objętości wody w tej samej temperaturze dałoby 0,22 funta. Aby znaleźć ciężar właściwy tego acetonu, należy rozwiązać 0,17314lbs / 0,22lbs = 0,787 { Displaystyle 0,17314lbs / 0,22lbs = 0,787}
. This is the specific gravity of acetone.
Method 3 of 3: Calculating Specific Gravity by Density
Krok 1. Uzyskaj gęstość badanej cieczy
Gęstość substancji jest równa jej masie podzielonej przez jej objętość. Możesz zmierzyć masę na wadze i zarejestrować objętość zużytej cieczy. Użyj równania „m / v = D”, gdzie m to masa w gramach lub kilogramach, v to objętość w mililitrach lub litrach, a D to gęstość.
- Na przykład, jeśli masz próbkę, która ma 8 gramów i 9 mililitrów, twoje równanie będzie wyglądać tak: „8,00 g / 9,00 ml = 0,89 g/mL”.
- Najpierw zważ pusty pojemnik i zapisz jego wagę. Następnie napełnij pojemnik żądanym płynem i zważ go ponownie. Masa twojej cieczy jest równa drugiemu pomiarowi minus pierwszy. Na przykład, jeśli napełniony pojemnik ważył 2,00 funta, a pusty 0,75 funta, równanie byłoby: „2,00 - 0,75 = 1,25”, a płyn ważyłby 1,25 funta.
Krok 2. Uzyskaj gęstość identycznej objętości wody
Od -10 stopni Celsjusza do +30 stopni Celsjusza gęstość wody można zaokrąglić do 1,00 (przy założeniu 3 cyfr znaczących). Jeśli używasz cieczy, które nie mieszczą się w tym zakresie temperatur, możesz zmierzyć masę i objętość wody oraz obliczyć gęstość. Alternatywnie często można znaleźć wykresy z gęstością wody w różnych temperaturach.
Aby uzyskać dokładne pomiary, ważne jest, aby znaleźć gęstość wody o takiej samej temperaturze jak ciecz
Krok 3. Utrzymuj płyny w tej samej temperaturze
Substancje rozszerzają się po podgrzaniu i kurczą po schłodzeniu. Ponieważ gęstość jest miarą tego, ile masy znajduje się w danej objętości, pomiar jest zmieniany przez rozszerzanie i kurczenie się pod wpływem temperatury.
Jeśli chcesz uzyskać dokładne obliczenia ciężaru właściwego, konieczne jest, aby mierzona ciecz i woda, której używasz jako porównania, miały tę samą temperaturę
Krok 4. Oblicz stosunek gęstości cieczy do gęstości wody
Jednostki zniosą się w tym równaniu, pozostawiając ci niemianowaną ilość. Ta liczba to ciężar właściwy (lub gęstość względna) twojej cieczy. Użyty współczynnik to „Dja / Dwoda gdzie dja to gęstość cieczy i Dwoda to gęstość twojej wody.
Na przykład, jeśli weźmiesz gęstość acetonu (0,787 g/mL @ 25 stopni C) i podzielisz ją przez gęstość wody (1,00 g/mL @ 25 stopni C), otrzymasz 0,787 g/mL/1,00 g / ml = 0,787 { Displaystyle 0,787 g / ml / 1,00 g / ml = 0,787}
tips
- specific gravity will be equal to the magnitude (the number without units) of density under circumstances where the density of water is equal to one.
- using liquids at room temperature will make it easier to control temperature variations between the liquid in question and the water.
- specific gravity of any liquid can be tested with the help of a digital specific gravity balance. the scale uses the difference between the weight of a sample in air and the weight in water to determine specific gravity.
