在日常實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物質(zhì)測量和分析時,經(jīng)常會使用電子天平和密度測試組件進(jìn)行固體密度的測量。利用電子天平可測量密度大于輔助液體密度的固體,密度小于輔助液體密度的固體,液體密度,多孔材料(如:滲油,軸承材料)的密度。
一、使用電子天平進(jìn)行測量固體密度的原理
1.物體的密度為其質(zhì)量與體積的比值,具體公式:
2.密度測量是依據(jù)阿基米德原理來實(shí)現(xiàn)的。該原理說明:浸入液體中的每一個固體失去的重量等于它所排開的液體的重量。
3.固體密度測量通常是使用一種已知密度液體(例如:水或乙醇)作為輔助液體,通過在空氣(A)和輔助液體(B)中先后稱量的待測固體質(zhì)量,即可計(jì)算求得其密度,具體公式如下:
二、進(jìn)行密度測量前需要做的準(zhǔn)備工作
1.電子天平。
需根據(jù)對測量的密度數(shù)據(jù)精度的具體要求選擇電子天平的精度,根據(jù)被測樣品的體積,重量選擇電子天平的容量。在進(jìn)行測試前需要對準(zhǔn)備好的電子天平進(jìn)行足夠長時間的預(yù)熱,并進(jìn)行必要的校正以保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。
2.測試組件。
需選擇合適的測試組件,如對某些體積較大,稱量室無法放置的物質(zhì)需選擇下掛式測試組件。
3.待測樣品。
考慮到水的表面張力的影響,為了測量密度的準(zhǔn)確性,建議測量的樣品重量須大于1g。為了提高測量準(zhǔn)確度,建議選擇形狀規(guī)則,表面粗糙度小的樣品。
4.選擇合適的輔助液體。
一般可選擇為:水、酒精、其他。選擇測試輔助液體時需根據(jù)具體的測試樣品的性質(zhì)進(jìn)行選擇,如易于與水發(fā)生反應(yīng)的,可選擇酒精作為輔助輔助液體。
三、測量步驟
1.打開電子天平的左側(cè)門或者右側(cè)門取下秤盤,將密度托架插入電子天平中。
2.將支架放在托架上方合適的位置,確保支架不會與托架相接觸。
3.將燒杯按照在支架中心位置。將溫度表插在燒杯內(nèi),用于測量液體的當(dāng)前溫度。
4.將已知密度的參考液體(通常是水或酒精)注入燒杯,確保待測固體能被液體完全浸1cm以上。
5.放置掛籃于固定支架上,確保其表面無氣泡并不碰到燒杯或溫度計(jì)
6.打開電子天平開關(guān)
7.關(guān)閉防風(fēng)門并去皮重;
8.打開電子天平防風(fēng)門,將被測固體放置在固定支架的稱量臂上或掛籃頂部的秤盤中;若被測固體在空氣中的質(zhì)量大于20g,請將其放置在掛籃頂部的秤盤中進(jìn)行稱量;
注:對于密度小于輔助液體密度的固體,則需將掛籃下部的稱量網(wǎng)反置,壓住被測物體。如果固體的浮力大于掛籃的重量,則必須通過在掛籃上部放置一個附加砝碼來協(xié)助稱量。在裝入附加砝碼后,給電子天平去皮并再次開始稱量。
9.關(guān)閉電子天平防風(fēng)們,待電子天平穩(wěn)定后,電子天平將自動記錄稱量結(jié)果A
10.打開電子天平防風(fēng)門,取下被測固體,關(guān)閉防風(fēng)門并去皮重;
11.打開電子天平防風(fēng)門將被測固體放置在掛籃下部的稱量網(wǎng)內(nèi),并確保無氣泡附著在固體表面(可以用小刷子清除表面氣泡);
12.關(guān)閉電子天平防風(fēng)門,待電子天平穩(wěn)定后,電子天平將自動記錄稱量結(jié)果B。并根據(jù)密度公式自己計(jì)算待測固體密度 。