Реферат: Методы определения плотности металлов и сплавов
Название: Методы определения плотности металлов и сплавов Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат |
Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра физического металловедения и физики твёрдого тела Реферат На тему: Методы определения плотности металлов и сплавов Выполнил: Студент группы ФМ-425 Коновалов И.В. Проверил: Ильин Челябинск 2010 Плотностью называют массу единицы объема вещества. Массу определяют путем взвешивания. Напомним, что численное значение плотности, выраженное в г/см3, совпадает с численным значением удельного веса, выраженным в гс/см3. Это позволяет при измерениях массы оперировать результатами взвешивания. Поэтому плотность вещества γ можно выразить как отношение веса в вакууме P 0 к его объему V
γ = P 0 /V (1) Используя закон Архимеда, взвешивание в вакууме можно заменить взвешиванием в воздухе P 0 =P1 + V γ1 (2) Здесь P 1 – вес образца в воздухе, γ 1 – плотность воздуха. Из уравнений (1) и (2) находим γ = P1 + V γ1 / V = P1 / V + γ1 (3) Определение объема образца путем вычисления по результатам измерения его размеров обычно не обеспечивает необходимой точности. По-этому объем образца находят косвенным путем, заменяя измерение размеров взвешиванием. Ниже рассмотрены два метода, в которых используется этот прием. 1.1. Определение плотности методом трехкратного взвешивания Определяют вес образца в воздухе P 1 , вес пикнометра[1] с жидкостью P 2 и вес пикнометра с жидкостью и образцом, погруженным в жидкость, P 3 . В двух последних случаях уровень жидкости в пикнометре устанавливают по метке на горловине сосуда. Очевидно, что P 3 =P 1 +P 2 −V (γ2 −γ1 ) . (4) В этом уравнении γ2 – плотность жидкости, заливаемой в пикнометр, V (γ2 −γ1 ) – вес жидкости, вытесненной образцом. Из последнего уравнения V= P 1 +P 2 - P 3 / γ2 −γ1 (5) Подставив найденное значение V в уравнение (3), получим γ = P 1 (γ2 −γ1 ) / P 1 +P 2 - P 3 (6) Жидкость, заливаемая в пикнометр, должна хорошо смачивать его стенки и поверхность образа, чтобы не оставалось пузырьков воздуха, которые могли бы уменьшить величины P 2 и P 3 . 1.2. Метод гидростатического взвешивания Как и в предыдущем случае, исходным соотношением для определения плотности служит уравнение (3). Для нахождения объема образца его взвешивают в воздухе и в жидкости (P 1 и P 2 соответственно). Вес образца в вакууме можно выразить через его вес в жидкости аналогично соотношению (2). Используя те же соотношения, что и в разделе 1.1, находим P 0 =P 2 + γ2 V . (7) Так как правые части уравнений (2) и (7) равны, то V = P 1 - P 2 / γ2 −γ1 (8) Подставив найденное значение V в уравнение (3), получим γ = (P 1 (γ2 −γ1 ) / P 1 - P 2 ) + γ1 (9) Для взвешивания образца в жидкости его привязывают тонкой проволочкой к чаше аналитических весов и погружают в сосуд с жидкостью. Далее взвешивание производится обычным образом. При этом определяют суммарный вес Р3 образца, находящегося в жидкости, и проволочки, частично погруженной в жидкость. Затем определяют вес ( P 4 ) без образца проволочки, опущенной в жидкость на ту же глубину, что и при взвешивании образца. Очевидно, что P 2 =P 3 −P 4 . [1] Пикнометр – прибор для измерения плотности |