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技術方面:
如果已知產生浮力的液體的密度,則固體的密度由下式決定 :
或者,如果已知浸入的固體的體積,那麼液體的密度由下式決定 :
公式中 :
ρ=固體密度 ρ(fl) =液體密度 W(a) =固體在空氣中的重量
W(fl) = 固體在液體中的重量 G = 被浸入液體的浮力 V =液體的體積
量測誤差的來源和修正方法:
1、如果您只需要測定的密度精度到小數點一位,那麼用以上提及的公式來
測定固體的密度就足夠了。
2、若您需要測定密度的精度到小數點二、三、四位,請考慮以下的誤差及
修正因數:
n 溫度將影響產生浮力的液體的密度
n 當樣品浸入時, 所裝配的懸掛盤浸入深度的變化
n 懸掛盤的懸吊線所產生的液體吸附力
n 樣品上的氣泡
3、若您所需要測定密度的精度到小數點五位, 請考慮以下的誤差及修正因數:
n 在空氣中稱量時空氣浮力的影響
以上的某些誤差可以通過設定來修正,這樣需進行以下的步驟:
n 測量有關液體的溫度並修正相應的密度值
n 定義用於裝載液體的容器的內徑
液體密度與溫度的關係:
產生浮力的液體的密度取決於溫度.溫度每變化1℃,相應密度的變化
n 蒸餾水變化0.02%
n 酒精和烴類變化0.1%
換句話說,這將在測定的密度中影響到小數點的第三位
為修正溫度對密度的影響,請進行以下步驟:
n 用隨裝置提供的溫度計測量液體的溫度
n 查找使用的液體,水和酒精,在不同測量溫度下的密度,並使用該密度值ρ(fl)
空氣浮力:
空氣的重量取決於它的溫度,濕度和氣壓.1立方釐米的空氣的重量大約為
1.2mg。當在空氣中稱量時,一個固體每1立方釐米的體積都將受到相應這樣一
個浮力的作用。這樣如果要求空氣浮力帶來的誤差不允許出現在小數點第三
位,就應該進行修正。
下面的公式用於空氣浮力的修正:
= 標準條件下空氣的密度(溫度20℃ , 壓力101.325kPa) 樣品浸入深度的影響: 在液體中稱量時,承載或浸入樣品的盤緊固地連接於兩根線並浸入液體表面以 下約30mm。因為在每次稱量前天平均要扣重,因此由稱量裝置浸入部分所產 生的浮力將不會對密度測定產生影響。 當一個固體樣品在液體中稱量時,所排開的液體體積對應於液體樣品的體 積。這將使懸掛盤的吊線被浸入得更深,從而產生一個附加的浮力而在密度 測定中帶來一個誤差。 因為修正因數僅由測量裝置的幾何尺寸來決定。所以在測定固體的密度時, 請一定從套件中使用大直徑的燒杯( 76mm)。 線上的液體吸附力: 當樣品容器(或篩網)浸入到產生浮力的液體中時,液體由於吸附作用而附線 上,並產生了一個幾毫克左右的附加的重量。 因為樣品容器(或篩網)在空氣中和在液體中稱量時均浸入在產生浮力的液體 中, 而且每次測量開始時天平均要扣重,因此彎月形物件的影響可以忽略。 為了減少表面張力和線上液體的摩擦,可在燒杯裏的蒸餾水中加入三滴抗靜電 劑或一般的洗滌劑。因為液體附著線上,可能即使在穩定符號”g”出現以後, 重量仍在緩慢變化。因此在”g”顯示後立即讀出重量。 空氣氣泡: 由附著在樣品上的空氣氣泡引起的測量誤差可以由下面的方法來估計: 當樣品在水中秤重時: 1、一個直徑為0.5mm的氣泡將產生一個小於0.1mg的附加的浮力 2、 一個直徑為1mm的氣泡將產生一個0.5mg的附加的浮力 3、 一個直徑為2mm的氣泡將產生一個約為4.2mg的附加的浮力 4、 大的氣泡必須用刷子或其他工具去除。您也可以在秤量前在另一個容器中打濕樣品
公式中:
使用下面的公式來修正這個誤差:
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