Удельный вес жидкости что такое – Энциклопедия сантехника Физические свойства жидкостей

alexxlab | 19.09.2016 | 0 | Вопросы и ответы

Энциклопедия сантехника Физические свойства жидкостей

Жидкости. В природе различают четыре вида состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Основное отличие жидкостей от твердых тел заключается в их текучести, т.е. способности легко принимать форму сосуда, в который жидкость поместили, при этом объем жидкости не изменяется. Газ тоже обладает текучестью, но при этом занимает любой предоставленный ему объем. В сосудах жидкость образует свободную поверхность, а газ аналогичной поверхностью не обладает. Однако с точки зрения механики и жидкость, и газ подчиняются одним и тем же закономерностям в случае, если сжимаемостью газа можно пренебречь. Поэтому в гидравлике под термином «жидкость» понимаются и собственно жидкости (которые часто называют капельными жидкостями), и газы (газообразные жидкости).

Основные свойства жидкости (при рассмотрении задач механики жидкости) — это плотность, способность изменять свой объем при нагревании (охлаждении) и изменениях давления, вязкость жидкости. Рассмотрим каждое из свойств жидкости подробнее.

Плотность жидкости. Плотностью жидкости ρ называется ее масса, заключенная в единице объема:

где m — масса жидкости; W — объем жидкости.

Единица измерения плотности — кг/м3.

Так как вода является наиболее распространенной в природе жидкостью, в качестве примера количественного значения параметра, определяющего то или иное свойство жидкости, будем приводить значение рассматриваемого параметра для воды.

Плотность воды при 4 °С ρв = 1000 кг/м3. Плотность жидкости уменьшается при увеличении температуры. Однако для воды эта закономерность справедлива только с 4 °С, в чем проявляется одно из аномальных свойств воды.

Удельный вес. Удельный вес γ — это вес жидкости, приходящийся на единицу объема:

где G — вес жидкости в объеме W.

Единица измерения удельного веса — Н/м3.

Удельный вес воды при температуре 4 °С γв= 9810 Н/м3.

Плотность и удельный вес связаны между собой соотношением

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2).

Вообще плотность и удельный вес отичаются лиш тем, что у плотности сила веса измеряется в килограммах, а у удельного веса в ньютонах. Килограммы легко переводятся в ньютоны и обратно. Вообще эти параметры нам помогут вычислять массу в любых объемах.

Температурное расширение. Это свойство жидкости характеризуется изменением объема при изменении температуры, которое определяется температурным коэффициентом объемного расширения жидкости βt:

где W – начальный объем жидкости; ΔW – Изменение объема после уменьшения или увеличения температуры; Δt – изменение температуры.

Знак Δ означает разницу между начальной величиной и конечной величиной.
То есть ΔW=Wконечный-Wначальный

Единица измерения βt; — град-1,

для воды,при t=20 °С βt = 0,00015 [1/°С].

Это свойство нужно обязательно знать! В будущем нам придется вычислять количество жидкости которое будет увеличиваться в замкнутой системе отопления. И при этом мы сможем посчитать на сколько литров нам необходим раширительный бак для системы отопления.

Получается, что этот параметр βt показывает изменение величины объема на единицу температуры. То есть, если температура изменилась на 10 градусов, то объем увеличится в 10раз от величины βt.

Сжимаемость. Это свойство жидкости менять свой объем при изменении давления, которое характеризуется коэффициентом объемного сжатия βp :

где W – начальный объем жидкости; ΔW – изменение объема после изменения давления; ΔP – изменение давления.

Единица измерения βp – Па-1
Коэффициент объемного сжатия капельных жидкостей мало меняется в зависимости от давления и температуры.

Для воды βp = 5×10-10 Па-1

Вы только не путайте давление с плотностью. Так как буквы похожи, я и сам сначало об этом подумал. О давлении будет рассказано в следующих статьях. Вообще я сейчас не рекомендую вникать в понятие сжимаемость, так как вы возможно незнакомы с понятием давления и поэтому возможно несможите понять связь.

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, называется модулем упругости жидкости Е и определяется по формуле:

для воды E=2×109 Па.

Вязкость жидкости — свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу. Это свойство проявляется только при движении жидкостей. Вязкость характеризует степень текучести жидкости. Наряду с легко подвижными жидкостями (вода, спирт, воздух и др.) существуют очень вязкие жидкости (глицерин, машинные масла и др.).

Я предлогаю понять вязкость следующем образом: Представте жидкое вещество ввиде находящихся в ней большого количество мелких шариков, атомов, малекул, кому как угодно. И представте, что их начинает ктото толкать. И во время толкания шарики начинают терется друг об друга сопротивляясь перемещению. Дык вот, а теперь представим ситуацию когда эти шарики стали липкими и тогда эти шарики будут еще сильнее сопротивлятся сдвигу. И вот чем сильнее они буду сопротивлятся сдвигу об друг друга, тем сильнее будет вязкость.

Вязкость жидкости характеризуется динамической вязкостью μ.

И. Ньютон выдвинул гипотезу о силе трения F, возникающей между двумя слоями жидкости на поверхности их раздела площадью ω, согласно которой сила внутреннего трения в жидкости не зависит от давления, прямо пропорциональна площади соприкосновения слоев ω и быстроте изменения скорости в направлении, перпендикулярном направлению движения слоев, и зависит от рода жидкости.

Пусть жидкость течет по плоскому дну параллельными ему слоями

Вследствие тормозящего влияния дна слои жидкости будут двигаться с разными скоростями. Скорости слоев Показаны стрелками. Рассмотрим два слоя жидкости, середины которых расположены на расстоянии Δу друг от друга. Слой А движется со скоростью u, а слой В со скоростью u + Δu.

На площадке ω вследствие вязкости возникает сила сопротивления F. Согласно гипотезе Ньютона эта сила

коэффициент пропорциональности μ, в этой формуле и является динамической вязкостью, отношение Δu/Δy называется градиентом скорости.

Таким образом, динамическая вязкость является силой трения, приходящейся на единицу площади соприкосновения слоев жидкости при градиенте скорости, равном единице.

Размерность μ — Па • с.

Гипотеза И. Ньютона, представленная в формуле, экспериментально подтверждена и математически оформлена в дифференциальном виде

основоположником гидравлической теории смазки Н.П. Петровым и в настоящее время носит название закона внутреннего трения Ньютона.

В гидравлических расчетах часто удобнее пользоваться другой величиной, характеризующей вязкость жидкости, — ν:

Эта величина называется кинематической вязкостью. Размерность v — м2

Название «кинематическая вязкость» не несет особого физического смысла, так как название было предложено потому, что размерность v похожа на размерность скорости.

Вязкость жидкости зависит как от температуры, так и от давления. Кинематическая вязкость капельных жидкостей уменьшается с увеличением температуры, а вот вязкость газов, наоборот, возрастает с увеличением температуры. Кинематическая вязкость жидкостей при давлениях, встречающихся в большинстве случаев на практике, мало зависит от давления, а вязкость газов с возрастанием давления уменьшается.

Вязкость жидкости измеряют с помощью вискозиметров различных конструкций.

Жидкости, для которых справедлив закон внутреннего тяготения Ньютона, называют ньютоновскими. Существуют жидкости, которые не подчиняются закономерности формулам, к ним относятся растворы полимеров, гидросмеси из цемента, глины, мела и др. Такие жидкости относятся к неньютоновским.

Вообще для меня понятие вязкость , несколько смутное понятие, потому что нехвотает примеров как находится вязкость в реальных условиях, а не ввымышленных как описано выше. Меня берет сомнение площадь соприкосновения с жидкостью. Тут описана площадь просто как ввиде листа. А мне нужно было бы, площадь ввиде замкнутой трубы. В будущем я найду задачи по вязкости и объясню

детали расчетов сопротивления в трубопроводе.

Я кстати уже нашел формулы которые нужны сантехникам и инженерам, опишу их в других статьях. Пишите коментарии, я обязательно отвечу на ваши вопросы и постараюсь подкорректировать статьи под вашы нужды.

Следующий раздел: Гидростатическое давление


 

Если Вы желаете получать уведомления
о новых полезных статьях из раздела:
Сантехника, водоснабжение, отопление,
то оставте Ваше Имя и Email.

 

Все о дачном доме
        Водоснабжение
                Обучающий курс. Автоматическое водоснабжение своими руками. Для чайников.
                Неисправности скважинной автоматической системы водоснабжения.
                Водозаборные скважины
                        Ремонт скважины? Узнайте нужен ли он!
                        Где бурить скважину – снаружи или внутри?
                        В каких случаях очистка скважины не имеет смысла
                        Почему в скважинах застревают насосы и как это предотвратить
                Прокладка трубопровода от скважины до дома
                100% Защита насоса от сухого хода
        Отопление
                Обучающий курс. Водяной теплый пол своими руками. Для чайников.
                Теплый водяной пол под ламинат
        Обучающий Видеокурс: По ГИДРАВЛИЧЕСКИМ И ТЕПЛОВЫМ РАСЧЕТАМ
Водяное отопление
        Виды отопления
        Отопительные системы
        Отопительное оборудование, отопительные батареи
        Система теплых полов
                Личная статья теплых полов
                Принцип работы и схема работы теплого водяного пола
                Проектирование и монтаж теплого пола
                Водяной теплый пол своими руками
                Основные материалы для теплого водяного пола
                Технология монтажа водяного теплого пола
                Система теплых полов
                Шаг укладки и способы укладки теплого пола
                Типы водных теплых полов
        Все о теплоносителях
                Антифриз или вода?
                Виды теплоносителей (антифризов для отопления)
                Антифриз для отопления
                Как правильно разбавлять антифриз для системы отопления?
                Обнаружение и последствия протечек теплоносителей
        Как правильно выбрать отопительный котел
        Тепловой насос
                Особенности теплового насоса
                Тепловой насос принцип работы
Про радиаторы отопления
        Способы подключения радиаторов. Свойства и параметры.
        Как рассчитать колличество секций радиатора?
        Рассчет тепловой мощности и количество радиаторов
        Виды радиаторов и их особенности
Автономное водоснабжение
        Схема автономного водоснабжения
        Устройство скважины Очистка скважины своими руками
Опыт сантехника
        Подключение стиральной машины
Полезные материалы
        Редуктор давления воды
        Гидроаккумулятор. Принцип работы, назначение и настройка.
        Автоматический клапан для выпуска воздуха
        Балансировочный клапан
        Перепускной клапан
        Трехходовой клапан
                Трехходовой клапан с сервоприводом ESBE
        Терморегулятор на радиатор
        Сервопривод коллекторный. Выбор и правила подключения.
        Виды водяных фильтров. Как подобрать водяной фильтр для воды.
                Обратный осмос
        Фильтр грязевик
        Обратный клапан
        Предохранительный клапан
        Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты.
                Расчет смесительного узла CombiMix
        Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.
        Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы.
        Расчет пластинчатого теплообменника
                Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения
                О загрязнение теплообменников
        Водонагреватель косвенного нагрева воды
        Магнитный фильтр – защита от накипи
        Инфракрасные обогреватели
        Радиаторы. Свойства и виды отопительных приборов.
        Виды труб и их свойства
        Незаменимые инструменты сантехника
Интересные рассказы
        Страшная сказка о черном монтажнике
        Технологии очистки воды
        Как выбрать фильтр для очистки воды
        Поразмышляем о канализации
        Очистные сооружения сельского дома
Советы сантехнику
        Как оценить качество Вашей отопительной и водопроводной системы?
Профрекомендации
        Как подобрать насос для скважины
        Как правильно оборудовать скважину
        Водопровод на огород
        Как выбрать водонагреватель
        Пример установки оборудования для скважины
        Рекомендации по комплектации и монтажу погружных насосов
        Какой тип гидроаккумулятора водоснабжения выбрать?
        Круговорот воды в квартире
        фановая труба
        Удаление воздуха из системы отопления
Гидравлика и теплотехника
        Введение
        Что такое гидравлический расчет?
        Физические свойства жидкостей
        Гидростатическое давление
        Поговорим о сопротивлениях прохождении жидкости в трубах
        Режимы движения жидкости (ламинарный и турбулентный)
        Гидравлический расчет на потерю напора или как рассчитать потери давления в трубе
        Местные гидравлические сопротивления
        Профессиональный расчет диаметра трубы по формулам для водоснабжения
        Как подобрать насос по техническим параметрам
        Профессиональный расчет систем водяного отопления. Расчет теплопотерь водяного контура.
        Гидравлические потери в гофрированной трубе
        Теплотехника. Речь автора. Вступление
        Процессы теплообмена
        Тплопроводность материалов и потеря тепла через стену
        Как мы теряем тепло обычным воздухом?
        Законы теплового излучения. Лучистое тепло.
        Законы теплового излучения. Страница 2.
        Потеря тепла через окно
        Факторы теплопотерь дома
        Начни свое дело в сфере систем водоснабжения и отопления
        Вопрос по расчету гидравлики
Конструктор водяного отопления
        Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя.
        Вычисляем диаметр трубы для отопления
        Расчет потерь тепла через радиатор
        Мощность радиатора отопления
        Расчет мощности радиаторов. Стандарты EN 442 и DIN 4704
        Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
                Найти теплопотери через чердак и узнать температуру на чердаке
        Подбираем циркуляционный насос для отопления
        Перенос тепловой энергии по трубам
        Расчет гидравлического сопротивления в системе отопления
        Распределение расхода и тепла по трубам. Абсолютные схемы.
        Расчет сложной попутной системы отопления
                Расчет отопления. Популярный миф
                Расчет отопления одной ветки по длине и КМС
                Расчет отопления. Подбор насоса и диаметров
                Расчет отопления. Двухтрубная тупиковая
                Расчет отопления. Однотрубная последовательная
                Расчет отопления. Двухтрубная попутная
        Расчет естественной циркуляции. Гравитационный напор
        Расчет гидравлического удара
        Сколько выделяется тепла трубами?
        Собираем котельную от А до Я…
        Система отопления расчет
        Онлайн калькулятор Программа расчет Теплопотерь помещения
        Гидравлический расчет трубопроводов
                История и возможности программы – введение
                Как в программе сделать расчет одной ветки
                Расчет угла КМС отвода
                Расчет КМС систем отопления и водоснабжения
                Разветвление трубопровода – расчет
                Как в программе рассчитать однотрубную систему отопления
                Как в программе рассчитать двухтрубную систему отопления
                Как в программе рассчитать расход радиатора в системе отопления
                Перерасчет мощности радиаторов
                Как в программе рассчитать двухтрубную попутную систему отопления. Петля Тихельмана
                Расчет гидравлического разделителя (гидрострелка) в программе
                Расчет комбинированной цепи систем отопления и водоснабжения
                Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
                Гидравлические потери в гофрированной трубе
        Гидравлический расчет в трехмерном пространстве
                Интерфейс и управление в программе
                Три закона/фактора по подбору диаметров и насосов
                Расчет водоснабжения с самовсасывающим насосом
                Расчет диаметров от центрального водоснабжения
                Расчет водоснабжения частного дома
                Расчет гидрострелки и коллектора
                Расчет Гидрострелки со множеством соединений
                Расчет двух котлов в системе отопления
                Расчет однотрубной системы отопления
                Расчет двухтрубной системы отопления
                Расчет петли Тихельмана
                Расчет двухтрубной лучевой разводки
                Расчет двухтрубной вертикальной системы отопления
                Расчет однотрубной вертикальной системы отопления
                Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов
                Рециркуляция горячего водоснабжения
                Балансировочная настройка радиаторов
                Расчет отопления с естественной циркуляцией
                Лучевая разводка системы отопления
                Петля Тихельмана – двухтрубная попутная
                Гидравлический расчет двух котлов с гидрострелкой
                Система отопления (не Стандарт) – Другая схема обвязки
                Гидравлический расчет многопатрубковых гидрострелок
                Радиаторная смешенная система отопления – попутная с тупиков
                Терморегуляция систем отопления
        Разветвление трубопровода – расчет
        Гидравлический расчет по разветвлению трубопровода
        Расчет насоса для водоснабжения
        Расчет контуров теплого водяного пола
        Гидравлический расчет отопления. Однотрубная система
        Гидравлический расчет отопления. Двухтрубная тупиковая
        Бюджетный вариант однотрубной системы отопления частного дома
        Расчет дроссельной шайбы
        Что такое КМС?
Конструктор технических проблем
        Температурное расширение и удлинение трубопровода из различных материалов
Требования СНиП ГОСТы
        Требования к котельному помещению
Вопрос слесарю-сантехнику
Полезные ссылки сантехнику

Сантехник – ОТВЕЧАЕТ!!!
Жилищно коммунальные проблемы
Монтажные работы: Проекты, схемы, чертежи, фото, описание.
Если надоело читать, можно посмотреть полезный видео сборник по системам водоснабжения и отопления

infobos.ru

4. Основные свойства жидкости Плотность

Плотность жидкости
,
так же как любых других тел, представляет
собой массу
единицы объёма, и для бесконечно малого
объёма жидкости dV
массой dM
может быть
определена по формуле:

Для однородных
жидкостей можно считать, что

где

M

масса жидкости,

V
– объём жидкости.

Единицы измерения:

[кг/м3],
[кг/дм
3],
[кг/л], [г/см
3].

Плотность
жидкости зависит от температуры и
давления. Все жидкости, кроме воды,
характеризуются уменьшением плотности
с ростом температуры. Плотность воды
имеет максимум приt
= 4
оC
и уменьшается при любых других
температурах. В этом проявляется одно
из аномальных свойств воды. Температура,
при которой плотность воды максимальная,
с увеличением давления уменьшается.
Так, при давлении 14
МПа

вода имеет максимальную плотность при
0,6
о
C.

Плотность
пресной воды равна 1000
кг/м3,
солёной морской
воды – 1020
÷ 1030
,
нефти и нефтепродуктов – 650
÷ 900

кг/м
3,
ртути – 13596
кг/м
3.

При
изменении давления плотность жидкостей
изменяется незначительно. В большинстве
случаев плотность жидкости в расчётах
можно принимать постоянной. Однако
встречаются случаи, когда изменением
плотности пренебрегать нельзя, т.к. это
может привести к значительным ошибкам.

Удельный вес

Удельным весом
жидкости
называется вес единицы её объёма. Эта
величина выражается формулой для
бесконечно малого объёма жидкости dV
с весом dG:

Для однородных
жидкостей можно считать:

,

где G
– вес жидкости.

Удельный вес
жидкости и плотность связаны соотношением:

,

где g
– ускорение свободного падения.

Единицы измерения:
[Н/м3],
[Н/дм
3],
[Н/л], [Н/см
3],
1Н=1кг•м/с
2.

Значение ускорения
свободного падения g
на земле изменяется от 9,831 м/с2
на полюсах до 9,781
м/с
2 на экваторе.

Относительный удельный вес

Иногда удобно
использовать такую характеристику
жидкости, которая называется «относительный
удельный вес». Это отношение удельного
веса жидкости к удельному весу пресной
воды

Единицы измерения:
Относительный удельный вес – величина
безразмерная.

Сжимаемость жидкости

Сжимаемость
жидкости это свойство жидкостей изменять
свой объём при изменении давления. 

Сжимаемость
характеризуетсякоэффициентом
объёмного сжатия

(сжимаемости) βP,
представляющим собой относительное
изменение объёма жидкости V
при изменении давления P
на единицу.

Знак минус в формуле
указывает, что при увеличении давления
объём жидкости уменьшается.

Единицы измерения:
Па-1
(Паскаль.
1Па=1Н/м2).

Отсутствие знака
минус в этом выражении означает, что
увеличение давления приводит к увеличению
плотности.

Величина, обратная
коэффициенту сжимаемости, или, по-другому,
коэффициенту объёмного сжатия
,
обозначается

и называется
объёмным модулем упругости жидкости.

Тогда предыдущая
формула примет вид

.

Это выражение
называется законом Гука для жидкости.

Единицы измерения:
[Па], [МПа],
[кГс/ см
2].

Модуль
упругостиЕж
зависит от температуры и давления.
Поэтому различают два модуля упругости:
адиабатический и изотермический. Первый
имеет место при быстротекущих процессах
без теплообмена. Процессы, происходящие
в большинстве гидросистем, происходят
с теплообменом, поэтому чаще используется
изотермический модуль упругости.
Примерная форма зависимостей Eж
от P
и t0
представлена на графиках. Всё это говорит
о том, что жидкости не вполне точно
следуют закону Гука.

Приведём несколько
примеров значений модулей упругости.

Минеральные масла,
используемые в технологических машинах
с гидравлическим приводом, при t0
= 20
оC
имеют объёмные модули упругости 1,35·103
÷ 1,75·10
3
МПа
(меньшее
значение относится к более легкому
маслу), бензин и керосин – приблизительно
1,3·103
МПа
,
глицерин – 4,4·103
МПа
, ртуть
– в среднем 3,2·103
МПа
.

В практике
эксплуатации гидравлических систем
имеются случаи, когда вследствие действия
того или иного возмущения в жидкости
может значительно изменяться давление.
В таких случаях пренебрежение сжимаемостью
приводит к существенным погрешностям.

studfiles.net

Удельный вес (плотность) жидкостей — Genitech Blog

НаименованиеТемпературагр/см3
Ацетонпри 18°С0,79
Аммиачная водапри 18°С0,88
Алкоголь этиловыйпри 18°С0,791
Азотная кислота (25% HNO3)при 18°С1,151
Азотная кислота (50% HNO3)при 18°С1,314
Азотная кислота (75% HNO3)при 18°С1,418
Азотная кислота (100% HNO3)при 18°С1,52
Белок яичныйпри 15°С1,04
Бензинпри 15°С0,68 – 0,72
Бензолпри 18°С0,881
Бромпри 0°С3,187
Вода дистиллированнаяпри 0°С0,99987
Вода дистиллированнаяпри 4°С1,00000
Вода дистиллированнаяпри 15°С0,99913
Вода дистиллированнаяпри 20°С0,99823
Вода дистиллированнаяпри 25°С0,99707
Вода морская1,01 – 1,05
Вода тяжелая1, 1056
Глицеринпри 18°С1,26
Древесный спиртпри 0°С0,80
Калийный щелок (10% КОН)при 18°С1,091
Калийный щелок (20% КОН)при 18°С1,188
Калийный щелок (30% КОН)при 18°С1,200
Калийный щелок (40% КОН)при 18°С1,400
Калийный щелок (50% КОН)при 18°С1,510
Калийный щелок (55% КОН)при 18°С1,570
Каменноугольный деготь1,1 – 1,26
Касторовое маслопри 18°С0,961
Керосинпри 15°С0,79 – 0,82
Кровь1,05
Льняное маслопри 15°С0,93
Масло подсолнечное0,926
Мед1,345
Медный купорос (10% CuSO4)при 18°С1,107
Медный купорос (15% CuSO4)при 18°С1,167
Минеральные маслапри 15°С0,8 – 1,1
Веретенные маслапри 20°С0,89 – 0,90
Машинные маслапри 20°С0,90 – 0,91
Масла для букспри 20°С0,905 – 0,92
Цилиндрические маслапри 20°С0,92 – 0,94
Молоко цельноепри 15°С1,028
Молоко среднеепри 15°С1,030
Молоко снятоепри 15°С1,032
Морская водапри 4°С1,026
Натр.щелк (10% NaOH)при 18°С1,1098
Натр.щелк (20% NaOH)при 18°С1,2202
Натр.щелк (30% NaOH)при 18°С1,3290
Натр.щелк (40% NaOH)при 18°С1,4214
Натр.щелк (50% NaOH)при 18°С1,5268
Нефть0,73 – 0,94
Олеинпри 15°С0,92
Оливковое маслопри 18°С0,915
Пивопри 12°С1,02 – 1,04
Поваренная соль в воде (14% NaCl)при 18°С1,0711
Поваренная соль в воде (20% NaCl)при 18°С1,1485
Поваренная соль в воде (25% NaCl)при 18°С1,1897
Ртутьпри 0°С13,595
Ртутьпри 15°С13,559
Ртутьпри 20°С13,546
Ртутьпри 25°С13,532
Репейное маслопри 15°С0,92
Серная кислота (25% H2SO4)при 18°С1,1796
Серная кислота (50% H2SO4)при 18°С1,3970
Серная кислота (75% H2SO4)при 18°С1,6710
Серная кислота (100% H2SO4)при 18°С1,8330
Серная кислота дымящаяпри 18°С1,8350
Скипидарпри 18°С0,87
Соляная кислота (10% HCl)при 18°С1,0482
Соляная кислота (20% HCl)при 18°С1,0989
Соляная кислота (30% HCl)при 18°С1,1508
Соляная кислота (40% HCl)при 18°С1,199
Спирт этиловыйпри 0°С0,806
Спирт этиловыйпри 20°С0,79
Сурепное маслопри 15°С0,91 – 0,92
Углекислотапри 0°С0,94
Уксусная кислотапри 18°С1,053
Эфир (серный)при 18°С0,717

genitech.ru

Определение удельного веса (плотности) жидкостей

1. Почему при анализе темноокрашенных жидкостей отсчет ведут по верхнему мениску?

2. Почему шейка ареометра при отсчете должна быть сухой?

3. Какая стандартная температура принята в нашей стране при определении ареометром удельного веса растворов?

Задание. Определить содержание сухих веществ в фруктовом соке ареометром по удельному весу.

При оценке качества соков, экстрактов, сиропов, повидла, соленых и квашеных продуктов часто определяют удельный вес растворов и по нему содержание (концентрацию) растворенных веществ. Наиболее простым и быстрым способом определения удельного веса жидкостей является ареометрический.

а) Определение удельного веса ареометром

Принцип метода. Определение плотности жидкостей ареометром основано на известном гидростатическом законе Архимеда.

Ареометр, погруженный в жидкость, придет в равновесие (будет плавать) тогда, когда его масса будет равна массе вытесненной им жидкости. При этом условии степень погружения ареометра зависит только от плотности испытуемой жидкости. С увеличением плотности жидкости глубина погружения в нее ареометра уменьшается, и наоборот. По градуированной шкале ареометра в месте соприкосновения ее с испытуемой жидкостью отсчитывают величину плотности этой жидкости.

Устройство ареометров. Ареометр представляет собой стеклянный сосуд цилиндрической формы, запаянный с обоих концов. В верхней части прибор имеет узкую шейку со, шкалой, а внизу шарик, наполненный ртутью или дробью. Ареометром, градуированным по удельному весу, можно определить удельный вес любого раствора и по соответствующим таблицам – концентрацию растворимых веществ.

Шкала ареометров для определения содержания определенного вещества градуирована не по удельному весу, а по концентрации основного компонента, например, сахара (сахариметры для сиропов), спирта (спиртомеры для растворов спирта) и т. д. Есть такие ареометры, шкала которых градуирована в условных единицах (например, ареометр Бомэ).

Градуировку ареометров чаще всего производят при 20° по отношению к удельному весу воды при 4°. В этих случаях как ареометры, так и соответствующие таблицы помечаются обозначением d20:4. При температуре воды 20° удельный вес обозначают символом d Удельный вес жидкости d20:20 будет больше d20:4. Для перевода значения плотности d20:4 в d20:4 и наоборот применяют формулы d20:20 =d20:4 • 1,00177 и d20:4=d20:4 • 0,99823.

Ход определения и вычисление результатов. Исследуемую жидкость наливают в цилиндр, диаметр которого должен быть в 2-3 раза больше утолщенной части ареометра. Цилиндр наполняют на 2/3 его объема, наливая жидкость по стенке, чтобы избежать вспенивания. Измеряют температуру исследуемой жидкости, цилиндр ставят на ровную поверхность. Сухой и чистый ареометр осторожно опускают в цилиндр, держа за верхний конец шейки до тех пор, пока пальцы почувствуют, что ареометр больше не погружается.

Ареометр не должен касаться стенок и шейка его над уровнем жидкости должна оставаться сухой. После того, как ареометр примет устойчивое положение, на шкале делают отсчет по нижнему мениску поверхности жидкости в цилиндре. Глаз наблюдателя должен находиться на одном уровне с поверхностью жидкости в цилиндре.

При анализе темноокрашенных жидкостей показания ареометра отсчитывают по верхнему мениску и вводят затем поправку, прибавляя к полученной величине 0,0002.

Удельный вес (плотность) определяют при той температуре, при которой отградуирован ареометр. Точность определения зависит не только от соблюдения условий, но и градуировки шкалы ареометра. В наборе из семи ареометров шкала удельных весов у шести ареометров от 1 до 1,84 с наименьшим делением 0,001, а седьмого – со шкалой от 0,65 до 1 с наименьшим делением 0,005.

Набор из 17 ареометров имеет шкалы удельных весов от 0,65 до 1,84 с наименьшим делением 0,0001.

Для перехода от условных градусов ареометров Бомэ к удельному весу используют формулу

d=с:(с-n),

где с – постоянная (модуль) шкалы Бомэ, равна 144,3;

n – число градусов по шкале Бомэ.

Показания ареометра могут быть переведены на процентное содержание сухих веществ по соответствующим таблицам.

Оборудование и материалы. Стеклянный цилиндр. Воронка. Термометр. Набор ареометров. Солевой раствор. Фруктовый сок.

б) Определение удельного веса жидкостей пикнометром

Более точно, чем ареометром, удельный вес можно определить пикнометром. Поэтому при анализах фруктовых соков и экстрактов, результаты которых являются спорными, применяют пикнометр.

Пикнометр представляет собой тонкостенный стеклянный сосуд, откалиброванный на емкость от 2 до 50 мл.

Ход определения и вычисление результатов. Вначале проводят калибровку пикнометра. Чистый сухой пикнометр взвешивают с точностью до 0,0001 г, наполняют дистиллированной водой немного выше метки и помещают на 20-30 мин. в ванну с температурой 20° С. При этой температуре пикнометр выдерживают до тех пор, пока уровень мениска не перестанет изменяться (около 20-30 мм). Объем воды доводят до метки по верхнему мениску, при этом излишек воды удаляют фильтровальной бумагой. Затем пикнометр вынимают из ванны и вытирают фильтровальной бумагой снаружи и горлышко изнутри. Выдержав пикнометр несколько минут около весов, его взвешивают с точностью до 0,0001 г.

Водное число пикнометра (массу дистиллированной воды в пикнометре) устанавливают на основании результатов двух-трех параллельных определений, расхождения между ними не должны составлять более 0,001 г.

Затем воду выливают, пикнометр сушат в сушильном шкафу при температуре 60-80°, охлаждают до комнатной температуры, наполняют исследуемой жидкостью и в дальнейшем поступают так же, как и при определении водного числа пикнометра.

Удельный вес испытуемой жидкости вычисляют по формуле

х = (с-а) : (b-а)

где с – масса (вес) пикнометра с исследуемым раствором, г;

а – масса (вес) пустого пикнометра, г;

b – масса (вес) пикнометра с водой (1).

Затем по таблице находят содержание сухих веществ.

При определении плотности вязких жидкостей применяют пикнометры с капиллярами.

www.comodity.ru

Удельный вес: формула, расчет, единицы измерения

Среди множества параметров, характеризующих свойства материалов существует и такой как удельный вес. Иногда применяют термин плотность, но это не совсем верно. Но так или иначе эти оба термина имеют собственные определения и имеют хождение в математике, физике и множестве других наук, в том числе и материаловедении.

Удельный вес

Определение удельного веса

Физическая величина, являющаяся отношением веса материала к занимаемому им объему, называется УВ материала.

Материаловедение ХХI века далеко ушло вперед в и уже освоены технологии, которые каких-то сто лет назад считались фантастикой. Эта наука может предложить современной промышленности сплавы, которые отличаются друг от друга качественными параметрами, но и физико-техническими свойствами.

Для определения того, как некий сплав может быть использован для производства целесообразно определить УВ. Все предметы, изготовленные с равным объемом, но для их производства был использованы разные виды металлов, будут иметь разную массу, она находится в четкой связи с объемом. То есть отношение объема к массе это есть некое постоянное число, характерная для этого сплава.

Для расчета плотности материала применяют специальную формулу, имеющую прямую связь с УВ материала.

Кстати, УВ чугуна, основного материала для создания стальных сплавов, можно определить весом 1 см3, отраженного в граммах. Тем больше УВ металла, тем тяжелее будет готовое изделие.

Формула удельного веса

Формулу расчета УВ выглядит как отношение веса к объему. Для подсчета УВ допустимо применять алгоритм расчета, который изложен в школьном курсе физики.
Для этого необходимо использовать закон Архимеда, точнее определение силы, которая является выталкивающей. То есть груз с некоей массой и при этом он держится на воде. Другими словами на него влияют две силы – гравитации и Архимеда.

Формула для расчета архимедовой силы выглядит следующим образом

F=g×V,

где g – это УВ жидкости. После подмены формула приобретает следующий вид F=y×V, отсюда получаем формулу УВ груза y=F/V.

Разница между весом и массой

В чем состоит разница между весом и массой. На самом деле в быту, она не играет ни какой роли. В самом деле, на кухне, мы не делаем развития между весом курицы и ее массой, но между тем между этими терминами существуют серьезные различия.

Эта разница хорошо видна при решении задач, связанных с перемещением тел в межзвездном пространстве и ни как имеющим отношения с нашей планете, и в этих условиях эти термины существенно различаются друг от друга.
Можно сказать следующее, термин вес имеет значение только в зоне действия силы тяжести, т.е. если некий объект находиться рядом с планетой, звездой и пр. Весом можно называть силу, с которой тело давит на препятствие между ним и источником притяжения. Эту силу измеряют в ньютонах. В качестве примера можно представить следующую картину — рядом с платным образованием находиться плита, с расположенным на ее поверхности неким предметом. Сила, с которой предмет давит на поверхность плиты и будет весом.

Масса и вес

Масса тела напрямую связана с инерцией. Если детально рассматривать это понятие то можно сказать, что масса определяет размер гравитационного поля создаваемого телом. В действительности, это одна из ключевых характеристик мироздания. Ключевое различие между весом и массой заключается в следующем — масса не зависит от расстояния между объектом и источником гравитационной силы.

Для измерения массы применяют множество величин – килограмм, фунт и пр. Существует международная система СИ, в которой применяют привычные, нам килограммы, граммы и пр. Но кроме нее, в многих странах, например, Британских островах, существует собственная система мер и весов, где вес измеряют в фунтах.

Разница между удельным весом и плотностью

УВ – что это такое?

Удельный вес – это есть отношение веса материи к его объему. В международной системе измерений СИ его измеряют как ньютон на кубический метр. Для решения определенных задач в физике УВ определяют следующим образом – насколько обследуемое вещество тяжелее, чем вода при температуре 4 градусов при условии того, что вещество и вода имеют равные объемы.

По большей части такое определение применяют в геологических и биологических исследованиях. Иногда, УВ, рассчитываемый по такой методике, называют относительной плотностью.

В чем отличия

Как уже отмечалось, эти два термина часто путают, но так как, вес напрямую зависим от расстояния между объектом и гравитационным источником, а масса не зависит от этого, поэтому термины УВ и плотность различаются между собой.
Но необходимо принять во внимание то, что при некоторых условиях масса и вес могут совпадать. Измерить УВ в домашних условиях практически невозможно. Но даже на уровне школьной лаборатории такую операцию достаточно легко выполнить. Главное что бы лаборатория была оснащена весами с глубокими чашами.

Предмет необходимо взвесить при нормальных условиях. Полученное значение можно будет обозначить как Х1, после этого чашу с грузом помещают в воду. При этом в соответствии с законом Архимеда груз потеряет часть своего веса. При этом коромысло весов будет перекашиваться. Для достижения равновесия на другую чашу необходимо добавить груз. Его величину можно обозначить как Х2. В результате этих манипуляций будет получен УВ, который будет выражен как соотношение Х1 и Х2. Кроме вещества в твердом состоянии удельных можно измерить и для жидкостей, газов. При этом замеры можно выполнять в разных условиях, например, при повышенной температуре окружающей среды или пониженной температуры. Для получения искомых данных применяют такие приборы как пикнометр или ареометр.

Единицы измерения удельного веса

В мире применяют несколько систем мер и весов, в частности, в системе СИ УВ измеряют в отношении Н (Ньютон) к метру кубическому. В других системах, например, СГС у удельного веса используется такая единица измерения д(дин) к сантиметру кубическому.

Металлы с наибольшим и наименьшим удельным весом

Кроме того, что понятие удельного веса, применяемое в математике и физике, существуют и довольно интересные факты, например, об удельных весах металлов из таблицы Менделеева. если говорить о цветных металлах, то к самым «тяжелым» можно отнести золото и платину.

Эти материалы превышают по удельному весу, такие металлы как серебро, свинец и многие другие. К «легким» материалам относят магний с весом ниже чем у ванадия. Нельзя забывать и радиоактивных материалах, к примеру, вес урана составляет 19,05 грамм на кубический см. То есть, 1 кубический метр весит 19 тонн.

Удельный вес других материалов

Наш мир сложно представить без множества материалов, используемых в производстве и быту. Например, без железа и его соединений (стальных сплавов). УВ этих материалов колеблется в диапазоне одной – двух единиц и это не самые высокие результаты. Алюминий, к примеру, обладает низкой плотностью и малым удельным весом. Эти показатели позволили его использовать в авиационной и космической отраслях.

Удельный вес металлов

Медь и ее сплавы, обладают удельным весом сопоставимый со свинцом. А вот ее соединения – латунь, бронза легче других материалов, за счет того, в них использованы вещества с меньшим удельным весом.

Как рассчитать удельный вес металлов

Как определить УВ — этот вопрос часто встает у специалистов занятых в тяжелой промышленности. Эта процедура необходима для того, что бы определить именно те материалы, которые будет отличаться друг от друга улучшенными характеристиками.

Одна из ключевых особенностей металлических сплавов заключается в том, какой металл является основой сплава. То есть железо, магний или латунь, имеющие один объем будут иметь разную массу.

Плотность материала, которая рассчитывается на основании заданной формулы имеет прямое отношение к рассматриваемому вопросу. Как уже отмечено, УВ – это соотношение веса тела к его объему, надо помнить, что эта величина может быть определена как силу тяжести и объема определенного вещества.

Для металлов УВ и плотность определяют в той же пропорции. Допустимо использовать еще одну формулу, которая позволяет рассчитать УВ. Она выглядит следующим так УВ (плотность) равна отношению веса и массы с учетом g, постоянной величины. Можно сказать, что УВ металла может, носит название веса единицы объема. Дабы определить УВ необходимо массу сухого материала поделить на его объем. По факту, эта формула может быть использована для получения веса металла.

Кстати, понятие удельного веса широко применяют при создании металлических калькуляторов, применяемых для расчета параметров металлического проката разного типа и назначения.

УВ металлов измеряют в условиях квалифицированных лабораторий. В практическом виде этот термин редко применяют. Значительно чаще, применяют понятие легкие и тяжелые металлы, к легким относят металлы с малым удельным весом, соответственно к тяжелым относят металлы с большим удельным весом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вам также могут быть интересны статьи:

 

stankiexpert.ru

Плотность и удельный вес жидкостей | Статьи


Жидкость — непрерывная среда, обладающая свойством текучести, т. е. способная неограниченно изменять свою форму под действием сколь угодно малых cил, но в отличие от газа мало изменяющая свою плотность при изменении давления.

В аэромеханике применяют термин «капельная жидкость» с целью под­черкнуть отличие жидкости от газа; газ в этих случаях называют «сжимае­мой жидкостью».

Жидкости бывают идеальные и реальные. Идеальные – невязкие жидкости, обладающие абсолютной подвижностью, т.е. отсутствием сил трения и касательных напряжений и абсолютной неизменностью, а объёме под воздействием внешних сил. Реальные – вязкие жидкости, обладающие сжимаемостью, сопротивлением, растягивающим и сдвигающим усилиям и достаточной подвижностью, т.е. наличием сил трения и касательных напряжений.

Реальные жидкости могут быть ньютоновскими и неньютоновскими (бингамовскими). В ньютоновских жидкостях при движении одного слоя жидкости относительно другого величина касательного напряжения пропорциональна скорости сдвига. При относительном покое эти напряжения равны нулю. Такая закономерность была установлена Ньютоном в 1686 году, поэтому эти жидкости (вода, масло, бензин, керосин, глицерин и др.) называют ньютоновскими жидкостями. Неньютоновские жидкости не обладают большой подвижностью и отличаются от ньютоновских жидкостей наличием касательных напряжений (внутреннего трения) в состоянии покоя.

Основные свойства жидкостей: плотность, удельный вес, вязкость, сжимаемость и др.

Плотность ρ – масса жидкости в единице объема. Для однородной жидкости

ρ=m/V

где m – масса жидкости в объеме V. Единицы измерения ρ в системе СГС – г/см3, в системе МКГСС – кгс·с24, а в системе СИ – кг/м3.

Удельный вес γ – вес жидкости в единице объема:

γ=G/V

где G – вес жидкости. Единицы измерения γ в системе СГС – дин/см3, в системе МКГСС – кгс/м3, а в системе СИ – Н/м3.


Удельный вес и плотность связаны между собой зависимостью γ=ρ·g, где g – ускорение свободного падения.

Плотность и удельный вес некоторых технических жидкостей.

Плотность воды и ртути при разных температурах.

Источник: Вильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.


www.impel.com.ua

Определение жидкости. Понятие о плотности и удельном весе. Физические свайтва жидкости

Жидкость – непрерывная среда, частично или полностью сопротивляемая разрыву и обладающая св-вом текучести. Различают два вида жидкостей: жидкости капельные и жидкости газообразные. Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова (вода, нефть, керосин, масло и.т.д.). Газообразные жидкости – газы, в обычных условиях представляют собой газообразные вещества (воздух, кислород, азот, пропан и т.д.). Кап ж-ти отличаются от газообр наличием поверхности раздела.

Одной из основных механических характеристик жидкости является ее плотность. Плотностью жидкости называют массу жидкости заключенную в единице объема.

Удельным весом называют вес единицы объема жидкости, который определяется по формуле:

γ= G/V (Н/м3)

С увеличением температуры удельный вес жидкости уменьшается.

G=m*g     γ =ρ*g    δ= ρ/ ρстанд-е(вода)

Дист. вода t=3,980С   Давление: 760 мм.рт.ст.

1)Температурное расширение – относительное изменение объема жидкости при увеличении температуры на 1°С при Р = const. Характеризуется коэффициентом температурного расширения

Поскольку для капельных жидкостей коэффициент температурного расширения ничтожно мал, то при практических расчетах его не учитывают.

ρ t= ρ0/1+ β* Δt, где ρ t- плотность при нов температуре, ρ0- пл-ть при нач темп, Δt- перепад температур

P*V=R*T   P/ρ=R*T, где Р- уд. давлен,Т- абс. температ,R- универс газ. Постоянная=287 Дж/кг*град    ρ t= ρ0*Т0/Т

Изменение давления: ρр= ρ0/1- βр*ΔР, где ρр-пл-ть при нов давлен, ΔР– перепад давлен, βр-коэф объёмн сжатия

βр=1/V*dV/dP
(м2/МН)

Газообразные ж-ти: ρр= ρ0*Р/Р0    ρ= ρ0*Т0/Т*Р/Р0

2)Кавитация-нарушение сплошности потока

3)Капиллярность-свойство жидкостей подниматься или опускаться ниже уровня в очень узких трубках, а именно если узкую (волосную, капиллярную) стеклянную трубку опустить в жидкость, смачивающую стекло (вода, спирт), то последняя поднимается в трубке выше уровня жидкости в сосуде; в трубке же, опущенной в несмачивающую стекло жидкость, последняя опускается ниже внешнего уровня.

Это обуславл силами сцепления,возник на границе ж-ти

Р=2G/r    h=k/d

r– радиус образ выпуклости(вогнутости) d- диаметр трубки

вода +30

спирт +10    (коэф k)

ртуть -10

4)Вязкость- свойство жидкости сопротивляться скольжению или сдвигу ее слоев. Суть ее заключается в возникновении внутренней силы трения между движущимися слоями жидкости, которая определяется по формуле Ньютона

где S – площадь слоев жидкости или стенки, соприкасающейся с жидкостью, м2,

 μ- динамический коэффициент вязкости, или сила вязкостного трения,

 d /dy – градиент скорости, перпендикулярный к поверхности сдвига.

Отсюда динамическая вязкость равна

 где τ – касательные напряжения жидкости, τ = T/S.

При течении вязкой жидкости вдоль твердой стенки происходит торможение потока, обусловленное вязкостью. Скорость уменьшается по мере уменьшения расстояния y от стенки. При этом при y = 0, скорость падает до нуля, а между слоями происходит проскальзывание, сопровождающееся возникновением касательных напряжений τ.

Профиль скоростей при течении вязкой жидкости вдоль стенки

Величина обратная динамическому коэффициенту вязкости (1/μ) называется текучестью жидкости.

Отношение динамического коэффициента вязкости к плотности жидкости называется кинематическим коэффициентом вязкости:

Величина ν (произносится “ню”) равная 1см²/с называется стоксом (Ст), а 0,01 Ст – 1 сантистоксом (сСт).

Процесс определения вязкости называется вискозиметрией, а приборы, которыми она определяется вискозиметрами. Помимо оценки вязкости с помощью динамического и кинематического коэффициентов пользуются условной вязкостью – градусы Энглера ( Е). Вязкостью, выраженной в градусах Энглера, называется отношение времени истечения 200 см³ испытуемой жидкости через капилляр d = 2,8 мм к времени истечения такого же объема воды при t = 20 С

Такой прибор называется вискозиметром Энглера. Для пересчета градусов Энглера в стоксы для минеральных масел применяется формула

Таким образом, для оценки вязкости жидкости можно использовать три величины, которые связаны межу собой

Способы оценки вязкости жидкости

Вязкость жидкости зависит от температуры и от давления. При повышении температуры вязкость жидкости уменьшается и наоборот. У газов наблюдается обратное явление: с повышением температуры вязкость увеличивается, с понижением температуры – уменьшается.

5)Растворимость газов в жидкостях характеризуется объемом растворенного газа в единице объема жидкости и определяется по закону Генри:

где VГ – объем растворенного газа; VЖ – объем жидкости; k – коэффициент растворимости; Р – давление; Ра – атмосферное давление.

Коэффициент k имеет следующие значения при 20 С: для воды 0,016, керосина 0,13, минеральных масел 0,08, жидкости АМГ-10 – 0,1. При понижении давления выделяется растворимый в жидкости газ. Это явление может отрицательно сказываться на работе гидросистем.

6) Испаряемость свойственна всем капельным жидкостям, однако интенсивность испарения неодинакова у различных жидкостей и зависит от условий в которых она находится: от температуры, от площади испарения, от давления, и от скорости движения газообразной среды над свободной поверхностью жидкости (от ветра).

students-library.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о

Рубрики