III-BOB. Gazlar va suyuqliklarning zichligini o'lchash usullari va asboblari
3.1. Gazlar va suyuqliklarning zichligi haqida tushuncha
Zichlik birligi - bu bir hil tabiatdagi (suyuqlik, qattiq, gazsimon) moddalar uchun ularning hajm birligiga to'g'ri keladigan massasi orqali aniqlanadigan xarakteristikaning fizik ko'rsatkichi. Bir hil bo'lmagan moddalar uchun zichlik xarakteristikasi, moddaning butun hajmi zichlikni o'lchash joyida to'planganda, massa va hajm nisbati bilan hisoblanadi. Nisbiy zichlik ko'rsatkichlarini o'lchashda normal sharoitlarda ikkita moddaning nisbati olinadi: suyuq holatlar uchun nisbiy zichlik distillangan suvning zichligi 4 ° C bo'lgan haroratda olinadi va aniqlanganda: gazlarning nisbiy zichligi, ular normal sharoitlarni saqlab qolgan holda vodorod (quruq havo) zichligiga nisbatdan kelib chiqadi. Haroratning oshishi bilan moddaning yoki tananing bosimi ortadi, uning ta'siri ostida termal kengayish sodir bo'lib, zichlik indeksining pasayishiga olib keladi. Berilgan modda uchun agregatsiya holatining o'zgarishi bilan bu zichlik ham pasayadi, lekin keskin tarzda.
Xalqaro birliklar tizimiga ko'ra, zichlik ko'rsatkichlarini aniqlash uchun kg / m³ da ifodalangan birlik ishlatiladi, ammo amaliyot g / sm³, g / l, t / m³ kabi boshqa birliklardan foydalanishga imkon beradi.
Turli materiallar uchun zichlik qiymatlari juda keng o'lchov oralig'ida. Suyuq va qattiq holatda moddalarning zichligini aniqlash imkoniyatlari densimetriya deb ataladi, uning ba'zi usullari gazlar uchun ham mos keladi.
Nima uchun zichlikni aniqlash kerak? Suyuqliklar uchun, masalan, zichlikni aniqlash ikki sababga ko'ra muhimdir. Birinchisi, suyuqlikni sifat tomondan baholash, uning zichligini tekshirishda ular suyuqlikning sifat ko'rsatkichlari standartlariga muvofiqligini ko'rib chiqadilar. Bunday o'lchovlar, qoida tariqasida, laboratoriyada, laboratoriya zichligi o'lchagichlari yordamida amalga oshiriladi. Zichlikni aniqlashning ikkinchi sababi suyuqlikning massasini hisoblashdir. Haroratning o'zgarishi suyuqlikning massasini o'zgartirmaganligi sababli, suyuqlik miqdorini litrda emas, ya'ni hajmda emas, balki massada, ya'ni u ifodalangan kilogrammda hisobga olish odatiy holdir. .
Har qanday moddaning zichlik xarakteristikasi quyidagilarga bog'liq:
• ushbu moddaning tarkibidagi atomlar massasidan;
• atomlar birikmalarining, shuningdek, ushbu moddadagi molekulalarning joylashish zichligi bo'yicha.
• To'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik: atomlarning massasi qanchalik katta bo'lsa, moddaning zichligi ham shunchalik katta bo'ladi. Bir xil moddalarni boshqa agregat holatida ko'rib chiqsak, ularning zichligi holatiga qarab har xil bo'lishini ko'ramiz.
• Suyuq moddalarda atom va molekulalarning joylashish zichligi hali ham yuqori, shuning uchun suyuq moddaning zichligi uning qattiq holatdagi zichligidan unchalik farq qilmaydi.
• Gazlarda molekulalar bir-biridan juda katta masofada juda zaif bog'langan, shuning uchun atomlarning o'rash zichligi juda past, ya'ni gaz holidagi moddaning zichligi past bo'ladi.
• Raqamli tarzda zichlik moddaning massasi uning hajmiga nisbatida ifodalanadi. Hisoblash uchun taniqli formula: zichlik = Massa / hajm.
-
m – vazn, kg; V - hajm, м3.
Zichlik xarakteristikalarini aniqlashda parametrlarning aniqligi, ayrim moddalar va materiallarning xossalarini tahlil qilish bilan chambarchas bog'liq bo'lgan asbobsozlik va metrologiya kabi sanoatning turli sohalarida o'lchov vositalarini ishlab chiqish va ishlab chiqarishda katta ahamiyatga ega. Kosmik sohadagi tadqiqotlarda, atrof-muhitni muhofaza qilish masalalarini hal qilishda, plazma tadqiqotlari masalalarida, shuningdek, yangi texnik va ilmiy sohalarda moddalarning zichligini aniqlashning turli xil imkoniyatlarini tanlash masalasi dolzarb hisoblanadi. .
Suyuqliklar va gazlarning zichligini tavsiflash uchun amalda bir xil usullar mavjud. Zichlik o'lchagichlari ko'rinishida taqdim etilgan o'lchov asboblari ularning dizayni va ishlash printsipi bilan farqlanadi. Mumkin bo'lgan zichlikni aniqlash uchun turli xil usullar guruhlari mavjud. Katta guruh jismga yoki yordamchi elementga - floatga ta'sir qiluvchi suzib yuruvchi kuchni aniqlashga asoslangan va Arximed qonuniga ko'ra, muhitning zichligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bog'liqlikka ega bo'lgan suzuvchi og'irlik usullaridan iborat. Bu guruh zichlikni aniqlash uchun gidrostatik tortish, float, flotatsiya usullari yordamida gidrometr bilan o'lchovlarni o'z ichiga oladi. Keyingi guruh suyuqlik yoki gaz ustunining statik bosimining ularning zichligiga bog'liqligini aniqlaydigan zichlik xarakteristikasini aniqlashning gidrostatik usullarini o'z ichiga oladi. Alohida guruhga boshqa fizik miqdorlarning zichligiga bog'liq bo'lgan gidrodinamik usullar kiradi, masalan, suyuqlik yoki gazning teshikdan chiqib ketish vaqti, oqimning to'siqqa ta'sir qilish darajasi, suyuqlik oqimining energiyasi va. dinamik bosim.
|
