2015-10-030一步法测密度方法设计

《2015-10-030一步法测密度方法设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一步法测物质密度方法的设计张泓筠；杨永亮，孟波凯里学院物理和电子工程学院实验中心贵州凯里市556011摘要：为了简化密度的常规测试，通过组合方式设计了一發简易多功能装置，只需一步就可完成密度的测试。关键词：密度；粘滞系数；组合；一步法Designforone-stepmethodformeasuringdensityHongyunZhangShengpingDeng,YongliangYang,BoMengExperimentalCentre,SchoolofPhysics&ElectronicEngineering,KailiUniversity,Kaili,556011

2、Abstract:Amultifunctionalandcombineddevicewasdesignedtomeasuredensitywithonlyone-stepoperationforsimplificationoftheroutinemeasurement.Keywords:Density;Viscositycoefficient；Combining;One-stepmethod1向题的提出‘J密度的测定是工程应用和实验教学中常遇到的问题，针对不同物质的性质和不同环境人们提岀各种不同的方法，如流体静力称恒法、流体静力天平以及比重瓶法、比重计或浮计法、韦斯特法尔比

3、重天平、结合阿基米德原理和杠杆或弹费秤可直接读出固体密度等实验教学中主要以不溶于水的物体作为测试对象，并采用排水法测定体积。对于可溶性物质，许巧平，苏芳珍设计特定的物理变化过程，提出可根据理想气体状态方程来测⑺；针对多孔材料，汪仕元、雍志华等提出无膜排水法测量密度⑻；对于颗粒介质、涂料粉末，结合比重瓶法，中国粉体网阐述用气体填充法（充填气体容积法）或液体（如水银）填充法（充填液体比重瓶法）來测（ISO81303-3,GBT21782.3）；针对塑料、非泡沫塑料,标准GB/T1033.1-2008亦阐述了浸渍法、液体比重瓶法、和滴定法；甚至还可以利用气体的比热容测量物质的密度

4、l9J0,o这些方法都有较强的针对性，或者用在特定的场合满足特定的测试要求。一般而言，在精度要求不高的情况下，我们可以使用更为简单实用的方法完成测试，为此在研究疏水、防冰、防腐材料时我们设计了一套简单方法只需一步就可完成测试。2设计思路密度的测定无非就是把体积和质量测出来，其精度取决于体积和质量的测量。虽然两者•测量具有独立性，但我们可以通过组合的方式同时完成体积和质量的测量达到一步完成测试的目的，如把质量（重量）测试工具（如天平、台秤或弹簧秤）和体积测量工具（如量筒或量杯）组合起來作为组合工具可同时测质量（重量）和体积。3器材及装置（如图1和2）量筒100ml（精度为lm

5、l）,机械式台秤或座式或手提式电子台秤（精度为毫克级）（本文以座式电子台秤为例），弹簧秤精度为0.1或0.2N,透明胶带，烧杯，精制奶粉或面粉，长颈漏斗，螺旋测微器，光电门或秒表，3英寸气球，待测固体（铜、铁、铝或石块等）或液体（本文用食盐水）。将董筒底部座盘用透明胶带黏附固定在电子秤的托盘上，要求托盘水平，量筒亦水平，简单组合就算完成了。记录台秤指针初始刻度啦。4具体应用4.1测量液体的密度如图1（a）所示，将一定体积的待测液体用烧杯倒入量筒中，记录量筒内液体的体积数W，以及台秤指针的读数mi。由密度公式側一％）(1)可求得液体的密度。4.2测量不溶性固体的密度在量筒内倒

6、入一定量的水，记录量筒内水的体积Vh和此时台秤的读数（1）当固体密度大于水时，用细线将待测物系住然后放入量筒底部（放入底部前，台秤示数的变化即为浮力的大小），记录位筒的读数V2和台秤的读数同样根据密度公式(2)可求得密度（图1（b））o（2）当固体密度少于水的密度时，可在其下面用细线吊小石块或金属块，用同样办法可求得密度Q（3）若固体为不溶性粉末状物质，可直接将一定显的粉末投入量筒中进行称量。用呈筒记录其体积，台秤示数的变化可表示其质量，由此可粗略算出密度。精确测量仍可使用排液体体积法来测定。如果颗粒（或颗粒间隙）较大，且密度小于水，为了提高精确度，可借助精面粉或奶粉来测量

7、，先称量出一定体积和质量的精面粉，然后取适量待测粉末与精面粉混合（均匀），将混合物通过干燥长颈漏斗装入量筒中，分别测出体积和质量的变化，参照（2）式即可求得密度。(a)(c)图1组合座式电子台秤和量简一步法测物质的密度。（a）测液体密度；（b）测不溶性固体密度；（c）测可溶性固体（块体或粉末）密度。4.3测量可溶性固体的密度取一定量的奶粉或精面粉置于量筒中，记录奶粉或面粉的体积和质量；然后将固体小颗粒用长颈漏斗投入量筒中并用玻璃棒将其拌入奶粉或面粉中让其被完全覆盖，用手指轻敲量筒、振动使桶内奶粉或面粉表面水平以便读