测量密度用什么工具
密度计
密度计是印刷厂常用的原稿测量仪器。是测量黑白原稿的灰度值和测量连续调或网点值的光电测量仪器。密度计分为透射式密度计和反射式密度计两种。透射式密度计适于测量透明原稿,反射式密度计适于测量实地原稿。密度计的测量范围是0—2.5,数字越大,黑度越高。测量的基本原理是,衡量感光材料曝光和显影后的变黑程度即黑度。在制版时,感光材料上的溴化银,受到光照作用,显影后还原成金属银,形成一定的阻光度。黑度大的,密度高;黑度小的,密度低。带有滤光片的测量计,还可以测量彩色原稿的彩色密度。其测量原理与上述基本原理相近。
在物理实验中使用的密度计,是一种测量液体密度的仪器。它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银。使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平
稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度。常用密度计有两种,一种测密度比纯水大的液体密度,叫重表;另一种测密度比纯水小的液体,叫轻表。
密度计原理
物体的重力将物体拉向地面,但是如果将物体放在液体中,一种名为浮力的力量将产生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物体取代的液体的重量,或者说是排开的水的重量。
密度计根据重力和浮力平衡的变化上浮或下沉。
一个功能完好的密度计仅能处于漂浮状态,因此浮力向上推的力量要比重力向下拉的力量稍微大一点。
因为密度计的体积没有发生变化, 其排开水的体积相同*。但是,因为其中包含了更多的水而变得更重。 当重力大于浮力时,密度计会下沉。 密度计的重量小于相同体积水的重量,所以密度计重新浮起。
密度计的读数是下大上小,当它浸入不同的液体中,体积不变示数发生变化,密度计底部的铁砂或铅粒是用来保持平衡的!
测量流体密度的物性分析仪器。与它相似的比重计是测量流体比重的仪器。密度是单位体积物质的质量比重是液体或固体与水或者气体与空气在规定温度和压力时的密度比。水和空气在一定温度和压力时的密度是已知的,因此,在规定条件下的比重和密度是可以互换的。物质的密度或比重与物质的成分有关,所以常用密度计和比重计来检测如酒精、石油产品、酸碱溶液、煤气和天然气等的品质。密度计还可用于这类产品生产和加工过程的监测和控制。
常用的密度计和比重计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。
浮子式密度计 它的工作原理是:物体在流体内受到的浮力与流体密度有关,流体密度越大浮力越大。如果规定被测样品的温度(例如规定25℃),则仪器也可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计(图1), 简称玻璃比重计。
静压式密度计 它的工作原理是:一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件,用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计(图2)。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度,压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力,压力值可换算成密度。
振动式密度计 它的基本工作原理是:物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。
放射性同位素密度计 仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射(例如γ射线),在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关,而射线检测器的信号则与该吸收量有关,因此反映出样品的密度。
器材的准备:天平、量筒、水、金属块、细绳。
一、注水特殊测量法
用天平称出金属块的质量m,往量筒中注入适量水,读出体积为V1,用细绳系住金属块放入量筒中,浸没,读出体积为V2。
表达式:ρ=m/(V2-V1)测固体体积:不溶于水密度比水大排水法测体积密度比水小按压法、捆绑法、吊挂法、埋砂法。
二、溶于水饱和溶液特殊测量法
埋砂法整型法如果被测物体容易整型,如土豆、橡皮泥,可把它们整型成正方体、长方体等,然后用刻度尺测得有关长度,易得物体体积。
三、饱和溶液特殊测量法
方案1:用天平测出糖块的质量m,再把糖块放入量筒里,倒入适量白沙糖埋住方糖,晃动量筒,使白沙糖表面变平,记下白沙糖和方糖的总体积V1,用镊子取出方糖,再次晃动量筒,使白沙糖表面变平,记下白沙糖的体积V2,则ρ =21VVm。
方案2:用橡皮泥将糖块包好放入水中,测出水、橡皮泥、糖块的总体积V1,取出糖水,测出水和橡皮泥的体积V2,算出糖块体积V=V1-V2。利用公式算出糖块密度。
方案3:用天平测出3块方糖的质量m,向量筒里倒入适量的水并放入白沙糖,用玻璃棒搅动制成白沙糖的饱和溶液,记下饱和溶液的体积V1,再把3块方糖放入饱和溶液中,记下饱和溶液和方糖的总体积V2 ,则密度12VVm。
方案4:用天平测出其质量,用刻度尺量出它的长、宽、厚,算出其体积,再用密度公式计算出糖块的密度。
四、浮力法特殊测量法
弹簧秤器材:弹簧秤、金属块、水、细绳:用细绳系住金属块,用弹簧秤称出金属块的重力G,将金属块完全浸入水中,用弹簧秤称出金属块在水中的视重G。
表达式:ρ=Gρ水/(G-G/)例:不准用量筒,测量工具只用弹簧秤,如何测量某个小石块的密度。
将被测长度与已知长度比较,从而得出测量结果的工具,简称测量工具。长度测量工具包括量规、量具和量仪。
工具分类
1、测量工具通常按用途分为通用测量工具、专类测量工具和专用测量工具3类。
测量工具还可按工作原理分为机械、光学、气动、电动和光电等类型。这种分类方法是由测量工具的发展历史形成的。但一些现代测量工具已经发展成为同时采用精密机械、光、电等原理并与电子计算机技术相结合的测量工具,因此,这种分类方法仅适用于工作原理单一的测量工具。
2、通用测量工具
可以测量多种类型工件的长度或角度的测量工具。这类测量工具的品种规格最多,使用也最广泛,有量块、角度量块、多面棱体、正弦规、卡尺、千分尺、百分表(见百分表和千分表)、多齿分度台、比较仪、激光干涉仪、工具显微镜、三坐标测量机等。
3、专类测量工具
用于测量某一类几何参数、形状和位置误差(见形位公差)等的测量工具。它可分为:①直线度和平面度测量工具,常见的有直尺、平尺、平晶、水平仪、自准直仪等;②表面粗糙度测量工具,常见的有表面粗糙度样块、光切显微镜、干涉显微镜和表面粗糙度测量仪等(见表面粗糙度测量);③圆度和圆柱度测量工具,有圆度仪、圆柱度测量仪等(见圆度测量);④齿轮测量工具,常见的有齿轮综合检查仪、渐开线测量仪、周节测量仪、导程仪等(见齿轮测量);⑤螺纹测量工具(见螺纹测量)等。
4、专用测量工具
仅适用于测量某特定工件的尺寸、表面粗糙度、形状和位置误差等的测量工具。常见的有自动检验机、自动分选机、单尺寸和多尺寸检验装置(见自动测量)等。
固体密度要用到固体密度测试仪了
固体比重计是将现代微固体技术与阿基米德原理相结合而研发出来的新型比重测试仪器 此仪器改变了传统密度测试的繁琐操作,实现了不规则样品的快速准确测量。能满足现代产品生产及新材料研究过程中对样品密度的精确测量要求。
原理 :通过浮力与密度计算公式的推导与变换形成等式,首先利用高精密固体分析天平分别计算出待测样品在空气中的重量(W1)和在水中之重量(W2),并计算出W1-W2值,水的密度默认为ρ=1,通过V样品=V排水建立等式,即可计算出样品的密度值:ρ=W1/(W1-W2)xρ水,此为固体计算公式。如果待测样品为液体,则先利用一个已知体积和密度的标准块作为参考物,通过水的密度ρ水与标准块在空气中重量(W1)水中重量(W2)得出计算公式:ρ液=(W1-W2)/标准块V xρ标准
密度计的设计利用了物体的漂浮条件,让密度计在液体中漂浮,
由物体的漂浮条件可知,F 浮 =G 物 ,物体的重力不变,浮力就不变,
由阿基米德原理F 浮 =ρ 液 gV 排 可知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小.
故答案为:液体密度;物体漂浮时浮力等于重力.
天平、量筒(或量杯)是测量密度的两种常用工具,但有时受实验条件的限制或缺量筒(或量杯)、或缺天平,甚至两种器材均无,这时应如何测量固体密度呢?以下结合实例分类说明之.
一、缺天平类
器材中提供了量筒(或量杯),不妨用排“液”法测其体积,又考虑到物体漂浮时,,而V排又可利用量筒测得,这样 便求得.
例1.给你量筒、空玻璃管各一只,足够的水,如何测空玻璃管的密度?
(1)在量筒内装适量水,记下水面所达到的刻度V1;
(2)将小试管管口朝上轻轻放入量筒中,使其漂浮于量筒中的水面上,静止时记下水面达到的刻度V2,则玻璃管的重力 ;
(3)将小试管没入水使其灌满水后沉入量筒底,记下水面达到的刻度V3;
(4)玻璃的密度 .
如果所给固体材料直接放在已知密度液体(如水)中不能“漂”,我们可采取措施使其“漂”.例如,橡皮泥直接放入水中沉没,但如果把它捏成碗状,就能漂;牙膏皮放在水中沉没,但如果设法把它弄成空心并密封其口就能漂……对于像石块、金属块等密度大于已知液体密度又不可变形的固体,又如何让其“漂”呢?可让密度小于液体密度的物体(如木块、泡沫、塑料等)作道具,具体操作请看例2.
例2.给你量筒一只,小石块、木块各一块,细线、水足够,如何测得石块密度?
(1)在量筒中倒入适量的水,然后把木块放入其中漂浮,记下水面达到的刻度V0;
(2)把小石块放在木块上,使木块仍漂浮在水面,记下此时水面所达到的刻度V1;
(3)把系好细线的小石块浸没水中,记下此时水面所达到的刻度V2;
(4)小石块密度
如果所给固体直接放在已知密度的液体中能漂但不能沉,可采取措施使之沉.例如木块在水中不能沉,可用大头针、细铁丝等把它压入水中;也可用密度大于水的固体使其坠入.
二、缺量筒(或量杯)类
没有提供量筒(或量杯),如何测得固体体积呢?有以下四法:
1.排液法
例3.给你一只已调好的天平(带砝码)和一个盛满水的烧杯,只用这些器材(不使用任何其它辅助工具),测出一包金属颗粒的密度.
析:本题关键在于求得溢出液体质量,但没有其它辅助工具,不妨充分利用天平间接测出 .
①称出待测金属颗粒的质量 ;
②称出烧杯和水的总质量 ;
③把金属颗粒倒入盛水烧杯中(部分水溢出),称出烧杯水及金属颗粒的总质量 ;
④
⑤
2.整型法
如果被测物体容易整型,如土豆、橡皮泥,可把它们整型成正方体、长方体等,然后用刻度尺测得有关长度,易得物体体积.
3.等体积法
用天平称出与物体等体积且密度已知的液体质量 ,然后根据 间接求得V物.
例4.空烧杯一只,附砝码的天平一架,水足够,胶头滴管一只,细线二根,试测出小石块的体积.
(1)在空烧杯中倒入适量的水,测得其质量为 ;
(2)把系有细线的小石块放入水中,用细线在新的液面处作下记号;
(3)从烧杯中取出石块,向烧杯中加水使液面到记号处,用天平称出此时烧杯和水的总质量 ;
(4)
4.浮力法
物体浸没时,根据阿基米德原理知 ,故得 .
例5.给你一个装有水的烧杯,细线一根,如何测一石块的密度.
(1)用天平测得石块的质量 ;
(2)用天平称得装有适量水的烧杯质量 ;
(3)用细线吊着石块浸没于水中但不触底,其质量为 ;
(4)石块所受浮力 ,故 ;
(5)石块密度
三、无天平无量筒类
1.浮力法
有些器材中虽没有提供天平和量筒(或量杯),但提供了弹簧秤、台秤,这时可用浮力法,具体方法参看例5.
2.悬浮法
把待测物体放入原提供液体中,通过加减适当液体改变原供液体的密度,使物体能在液体中悬浮,然后用密度计测出液体密度即为待测物的密度.
3.漂浮法
对于形状规则且 的物体可用该方法.让物体漂浮于密度已知的液体中,用刻度尺量出物体露出水面的高度 和物体总高度h,则由 知:
所以
四、虽给天平、量筒,但天平无砝码类
天平无砝码固体质量难求得,不妨以已知密度的液体(如水)为桥梁,利用天平等臂性测出已知密度液体的质量替代物体质量.
例6.现有一个已调平的自制带托盘的等臂杠杆、两只完全相同的烧杯、一只量筒、一支滴管、细线、适量的水,如何测小石块的密度?
(1)将两个烧杯分别放在左右盘上,左边加水,右边放石块,用滴管调节左杯水量,使杠杆恢复平衡;
(2)将水倒入量筒测出水的体积 ;
(3)用排水法测出石块体积 ;
(4) .
五、其它类
天平、量筒(或量杯)均提供,但待测物是一种易溶于水的物体,如糖块等,如果用排水法测其体积显然不行,这时可考虑用糖块不溶解于其中的液体代替水,然后用排液法测体积,可考虑用细沙、油菜子、面粉等代替水,例题略.