《2023年相对密度比重瓶法比重瓶法测物体密度.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年相对密度比重瓶法比重瓶法测物体密度.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023年相对密度比重瓶法比重瓶法测物体密度 试验1 比重瓶法测物体密度 密度是物体的基本属性之一，各种物质具有确定的密度值，它与物质的纯度有关，工业上常通过物质的密度测定来做成份分析和纯度鉴定。 1 试验目的 （1）驾驭用比重瓶法测定物体密度的原理，学会运用物理天平和比重瓶； （2）学习仪器的读数方法，并能依据有效数字的概念正确记录试验数据； （3）学习不确定度估算和试验结果表示的方法。 2 试验仪器 物理天平，比重瓶（100ml ），量杯、小玻璃珠，蒸馏水（简称水），盐水，细金属条，吸水纸，电吹风（公用）。 3 仪器介绍 3.1 3.1.1 物理天平 物理天平的构造 图1-1为物理天平的外
2、形。在横梁bb的中点O 和两端B 、B共有三个刀口。中间刀口O 安置在支柱H 顶端的玛瑙刀架上，作为横梁的支点，在两端的刀口B 和B上悬挂两个称盘P 和P。横梁下部装有一读数指针J 。支柱H 上止动旋钮K 可以使横梁升降。平衡螺母E 和E用于天平空载时调平衡。横梁上有20个刻度和可移动的游码D 。游码向右移动一个刻度，相当于在右盘中加0.05g 的砝码。 3.1.2 天平的主要技术参数 图1-1 物理天平 （1）最大称量（最大载荷）：最大称量是天平允许称衡的最大质量。 （2）分度值与灵敏度：分度值（旧称感量）是天平平衡时，为使天平指针从标度尺的平衡位置偏转一个分度，在一盘中所需添加的最小质量。
3、分度值的倒数是灵敏度。 3.1.3 天平的操作和操作规程 （1）了解所用天平的技术参数。 （2）调成天平：调整天平的底部调平螺丝，利用圆形水准器，使天平支柱垂直，刀口架水平。 （3）调整零点：天平空载时，将游码先置梁左端零刻线，旋动止动钮K ，支起横梁，启动天平，视察指针J 的摇摆状况。当J 在标尺S 的中线两边摆幅相等时，则天平平衡。如不平衡，反旋K ，放下横梁，调整平衡螺母E 和E，反复调整，使天平平衡，消退零点误差。 （4）称衡：将待测物置左盘，砝码置右盘，增减砝码（协作游码），使天平平衡。 （5）读数：复位，登记砝码和游码读数。把待测物体从盘中取出，砝码放回砝码盒，游码放回零位，称盘摘
4、离刀口，天平复原。 3.1.4 为爱护天平，必需遵守以下操作规程 （1）天平的负载不得超过其称量，以免损坏刀口和压弯横梁。 （2）在调整天平、取放物体、取放砝码以及不用天平常，都必需将天平止动，以免损坏刀口。只有在推断天平是否平衡时才将天平启动。天平启动、止动时动作要轻，止动时最好在天平指针接近标尺中线刻度时进行。 （3）待测物体和砝码要放在称盘正中。砝码不要干脆用手拿取，而要用镊子夹取。称量完毕、砝码必需放回盒内固定位置，不要随意乱放。 （4）天平的各部件以及砝码都要留意防锈蚀。 3.1.5 两臂长度不等的误差消退 天平两臂不等长，将带来系统误差，可用复称法来消退。 设L 左、L 右分别代表
5、横梁左右两臂的长度，物体的质量为M ，先把待测物体放于左盘，M 1克砝码放于右盘，使天平平衡。则有： ML 左=M 1L 右 （1-1） 然后将物体放于右盘，M 2砝码放于左盘，使天平再次平衡，则有： M L L （1-2） 2左右=M M 1M 2L 左L 右式（1-1）乘以式（1-2），得M = L 左L 右 2 M =M 1M 2 （1-3） 可见M 为M 1、M 2的几何中值。考虑M 1M 2 M 2，将式（1-3）绽开，并略去高次项得 M =M M =M (1+M 1-M 2) 2M (1+1M 1-M 2) =1(M +M ) （1-4） 122212 M 22M 22M 即为M
6、1和M 2的算术平均值。 1 3.2 比重瓶 比重瓶如图1-2所示，是用玻璃制成的固定容积的容器，玻璃具有不易与待测物起化学反应、热膨系数小、易清洗等优点，瓶塞与瓶口密合，二者是经研磨而相配的，不行“张冠李戴”，瓶塞上有毛细管，盖紧瓶盖后，多余的液体会顺着毛细管流出。运用比重瓶应尽可能保持其容积的固定，同时保持比重瓶外的清洁干燥，毛细管中液面与瓶塞上表面平行。 图1-2 比重瓶 4 试验原理 测量密度的方法：在肯定的温度和压力条件下，物质的成分和组织结构不同，单位体积内所具有的质量也不同。我们用单位体积内的质量密度来表征物质这一特性，即密度定义为 = 4.1 物理天平测量规则形态物体的密度 m
7、 （1-5） V 对于形态规则、密度匀称的物体，可以用米尺、游标卡尺、螺旋测微计测出物体的体积，用物理天平测出其质量，代入公式（1-5），求得密度。 4.2 用比重瓶测不规则形态物体的密度 将干净的比重瓶（图1-2）注满蒸馏水，用带有毛细管的磨石玻璃塞子缓慢地将瓶口塞住，多余的液体从毛细管溢出，这样瓶内液体的体积是确定的，即比重瓶的容积。设比重瓶盛满水的质量为m 水。待测固体在空气中的质量为m 物，体积为V 物，假设某种液体的体积与待测固体体积相同，假如（从比重瓶中溢出的）液体质量为m 溢，在室温下密度为溢，则V 物= m 溢 溢 = m 物 物 ，亦即 物= m 物m 溢 溢 （1-6） 将
8、质量为m 物的待测固体投入盛满水的比重瓶中，溢出水的体积就等于固体的体积，均为V 物，设此时比重瓶及瓶内剩余的水和待测固体总质量为m 总，则m 总m 溢m 水m 物，即 m 溢m 水m 物m 总 （1-7） 将式（1-7）代入式（1-6）得 物= m 物 m 水+m 物-m 总 溢 （1-8） 只要用天平称得m 物，m 水 和m 总，查表获得溢；就可以由式（1-8）求物，本试验中的液体是蒸馏水。 4.3 用比重瓶法测液体的密度 测量干燥的空比重瓶质量m 瓶，再在假设容积为V 瓶的比重瓶中注满密度为水蒸馏 水，测量出此时的总质量为m 水，则m 水=m 瓶+水V 瓶，由此可得出比重瓶的容积V 瓶
9、m 水-m 瓶 V 瓶= 水 （1-9） 将比重瓶中的蒸馏水倒空，并用电吹风将比重瓶吹干，再将待测密度为盐的盐水注入比重瓶，注满后再称盐水和比重瓶的总质量为m 盐 ，则m 盐=m 瓶+盐V 瓶，即 盐=(m 盐-m 瓶) /V 瓶，将式（1-9）代入，可得 盐=水 m 盐-m 瓶 （1-10） m 水-m 瓶 5 试验内容 （1）用比重瓶法测量小玻璃珠的密度； （2）用比重瓶法测盐水的密度。 6 试验指导 6.1 记录初始量 （1）记录物理天平的最大称量与分度值，思索测量时是否须要估读以及应读到哪一位，填入表格。 （2）用物理天平测量干燥的空比重瓶的质量m 瓶，将测量值填入表格。 6.2 用比
10、重瓶法测量小玻璃珠的密度 （1）用物理天平测量几十粒小玻璃珠的质量m 物，将测量值填入表格； （2）将比重瓶装满水，将瓶塞盖好后用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水，测量加满水的比重瓶质量m 水，将测量值填入表格； （3）将小玻璃珠轻轻放入比重瓶中，用细金属条把比重瓶中小玻璃珠表面气泡赶掉，盖上瓶塞，用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水，测量小玻璃珠和加满水的比重瓶的总质量m 总，将测量值填入表格。 6.3 用比重瓶法测盐水的密度 倒出上一个试验中比重瓶里的水和小玻璃珠，注满盐水，盖上瓶塞，用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的盐水，测量加满盐水的比重瓶质量m 盐，将测量值填入表格。 6.4 留意事项 （1）在调整
11、天平、取放物体、取放砝码以及不用天平常，都必需将天平止动，以免损坏刀口。只有在推断天平是否平衡时才将天平启动。天平启动、止动时动作要轻，止动 时最好在天平指针接近标尺中线刻度时进行。 （2）待测物体和砝码要放在称盘正中。砝码不要干脆用手拿取，而要用镊子夹取。称量完毕、砝码必需放回盒内固定位置，不要随意乱放，并盖好盒盖。 （3）每测量一种待测物的质量前，都应对天平进行调零。 （4）必需将测量质量时所用的小玻璃珠全部放入比重瓶，不得漏掉任何一粒。 （5）用细金属条赶走比重瓶中小玻璃珠的表面气泡时，动作应轻缓，不能把比重瓶的薄壁碰破。 （6）试验结束后，将比重瓶清洗干净，外表面擦干，用电吹风把比重瓶
12、内部吹干。 （7）比重瓶的瓶塞与瓶口密合，二者是经研磨而相配的，不行“张冠李戴”。 （8）比重瓶中装有液体之后，应避开用手握着瓶身，以免使液体温度发生变更，可握住瓶口的位置。 （9）试验结束后将小玻璃珠晾开。 7 试验数据处理 7.1 数据记录表格 表1-1 各待测物的质量 最大称量_ 分度值_ 是否估读_ 读到的数位_ 单位 g 7.2 数据处理（要求写出具体的计算步骤） （1）用比重瓶法测量小玻璃珠的密度，求出各物理量的标准表达式 待测物的质量m 物标准表达式的求法： 由于该物理量是单次测量，因此平均值即测量值，且不存在A 类不确定度： B 类不确定度：仪=_g ，仪=标准表达式：m 物=
13、m 物m 物= g = ；合成不确定度：m =仪； 物 kg 。 加满水的比重瓶质量m 水以及小玻璃珠和加满水的比重瓶的总质量m 总，其标准表达式的求法同上，最终结果留意将g 转换为kg 。 待测物密度物标准表达式的求法： 平均值：物 = 物 m 水+m 物-m 总= 溢，其中溢为常数，取溢=1.010kg m ； 3-3 不确定度： 物 标准表达式：物=物物= kg m -3。 （2）用比重瓶法测量盐水的密度，求出各物理量的标准表达式 空比重瓶的质量m 瓶和加满盐水的比重瓶质量m 盐，其标准表达式的求法与上一个试验中待测物的质量m 物标准表达式的求法相同，加满水的比重瓶质量m 水则在上个试验中已经求出。 盐水密度盐标准表达式的求法： 平均值：m 盐-m 瓶盐=水m ，其中水为常数，取水=1.0103kg m -3 水-m 瓶 不确定度： 盐 标准表达式：盐=盐盐=kg m -3