MSURAREA DENSITII

MSURAREA DENSITIINOIUNI TEORETICE

Caracteristica principal a unui fluid este densitatea sau masa sa volumic notat cu (. Ea este definit ca i concentraia de mas dintr-un volum.

Astfel: , unitatea de msur n sistem internaional a densitii este kg/m3.

Determinarea densitii unui lichid se bazeaz pe legea fundamental a hidrostaticii.

Pentru fluide grele (lichide) ea este dat de relaia:

unde:

po presiunea la suprafaa liber, de exemplu presiunea atmosferic;

p - presiunea la adncimea h n lichidul de densitate (.

Densitatea relativ a unui fluid, este o mrime adimensional i este raportul dintre densitatea fluidului i densitatea unui fluid de referin, numit fluid etalon:

Ca fluid etalon, pentru lichide se consider apa cu ( = 1000 kg/m3, iar pentru gaze - aerul, n condiii normale de presiune i temperatur cu ( = 1,293 kg/m3.

n general densitatea variaz n funcie de temperatur i presiune, fiind direct proporional cu presiunea i invers proporional cu temperatura.

DESCRIEREA APARATULUI I PRINCIPIUL DE FUNCIONAREAparatul este destinat msurrii densitii a unui lichid (sau a greutii specifice ) prin comparaie cu densitatea lichidului etalon.

n lichide grele incompresibile, presiunea variaz dup relaia (repartiia hidrostatic) i este constant n punctele unui plan orizontal situat n acelai lichid (planele orizontale sunt suprafee echipoteniale i izobare).

ntr-un tub n form de U (figura 1) care conine dou lichide nemiscibile, la nivelul planului de referin 1-1' avem . n coloana (1) , iar n coloana (2) .

Prin egalarea presiunilor rezult

adic

sau

. (1)

Una din densiti se poate exprima n funcie de cealalt i de raportul nlimilor coloanelor:

Pentru lichide miscibile, sau n general pentru a se evita contactul celor dou lichide, se construiete un aparat din dou tuburi n forma de U racordate printr-un alt tub prevzut cu robinetul R (figura 2). Coloanele deschise sunt terminate cu plnii.

Sistemul de tuburi comunicante este montat pe un panou vertical. Robinetele R1 i R2 sunt destinate golirii tuburilor.

Cu toate robinetele nchise se toarn fluid n coloana liber.

Fluidele rmn separate de o pern de aer de presiunea po, presiune ce poate fi reglat din robinetul R.

n perna de aer p1=p2.

Prin egalarea celor dou presiuni ale lichidelor din coloanele (1) i (2), se gsete tot relaia (1), ca i n cazul cnd lichidele sunt n contact direct (figura 1).

MODUL DE LUCRU I PRELUCRAREA REZULTATELOR

Se alege apa ca lichid de referin i se toarn de exemplu n coloana (1).

n cealalt coloan se toarn ncet din lichidul de densitate necunoscut pentru a nu se amesteca ntre ele (a se pstra perna de aer). Se citesc nlimile coloanelor h1(1) i h2(1) i se calculeaz din relaia (1) densitatea .

Se modific nlimile coloanelor (se toarn lichid sau de scot prin robinetul Rj), se citesc nlimile h1(2) i h2(2), i se calculeaz . O a treia determinare conduce la densitatea . Se adopt ca densitate a lichidului valoarea mediei aritmetice a celor trei determinri

(2)

Se calculeaz eroarea densitii medii determinat anterior, fa de densitatea exact a fluidului respectiv, cunoscut i dat n tabel:

(3)

Rezultatele se nscriu n tabel:

Lichidul

(oC)

(kg/m3)Nr

exp.h1

(mm)h2

(mm)

(kg/m3)

(kg/m3)

%Obs.

Mercur

(exact = 13590 kg/m3

1

2

3

Toluen

(exact = 865kg/m3

1

2

3

Glicerin

(exact = 1260 kg/m3

1

2

3

Se vor face msurtori pentru mercur i alte dou lichide puse la dispoziie n laborator.

Se consider temperatura lichidelor temperatura aerului din laborator. Pentru ap dau , ,

EXEMPLU DE CALCUL

Considerm ca fluid a crui densitate trebuie s o determinm, benzenul

Mrimi msurate:

h1 diferena nlimilor din tubul U, ce conine ap a crui densitate este cunoscut;

h2 - diferena nlimilor din tubul U, ce conine benzen a crui densitate trebuie s-o determinm;

Ap (h1)

mmBenzen (h2)

mm

107120

140160

160180

Mrimi calculate:

densitatea pentru prima msurtoare, cu formula , n care , densitatea apei;

se repet calculele pentru celelalte dou determinri, obinndu-se:

i ;

se calculeaz media aritmetic a celor trei determinri, astfel:

se calculeaz eroarea valorii medii calculat anterior, fa de valoarea exact:

Figura 1 Figura 2

_1158765802.unknown

_1181876730.unknown

_1191108487.unknown

_1191306135.unknown

_1191307140.unknown

_1191307354.unknown

_1191110090.unknown

_1191110104.unknown

_1191110179.unknown

_1191110050.unknown

_1191107648.unknown

_1191108447.unknown

_1181877170.unknown

_1158766618.unknown

_1158767005.unknown

_1181876442.unknown

_1158767042.unknown

_1158766999.unknown

_1158766036.unknown

_1158766617.unknown

_1158766615.unknown

_1158765809.unknown

_1158760841.unknown

_1158761389.unknown

_1158764758.unknown

_1158760860.unknown

_1158760466.unknown

_1158760608.unknown

_1158760792.unknown

_1158760249.unknown