Как измерить плотность
Для определения плотности образца используется гидростатическое взвешивание. В основе метода лежит закон Архимеда.
Способ №1.
Определять можно плотность как твердых, так и жидких веществ.
Вначале определяется масса образца в воздухе, затем – в жидкости известной плотности (чаще всего дистиллированная вода), и по формуле, приведенной ниже, рассчитывается плотность.
p = mов * (pж – pв) / (mов – mож) + pв,
где:
p – плотность образца;
pв – плотность воздуха;
pж – плотность рабочей жидкости;
mов – масса образца в воздухе;
mож – масса образца в рабочей жидкости.
Подставив плотности воздуха 1.2041 кг/м3 и дистиллированной
воды 998,23 кг/м3 при температуре +20oС, получим:
p = m1 * (998,23 – 1.2041) / (mов – mож) + 1.2041
p = 997,0259 * mов / (mов - mож) + 1.2041
Приведенная формула справедлива для определения плотности твердых образцов.
Плотность образцов можно определять либо при помощи специального устройства, помещаемого вместо платформы весов, либо при помощи поддонного крюка, расположенного под весами.
Чаще всего устройство для определения плотности используется с аналитическими весами, однако некоторые лабораторные весы также могут быть ими оснащены.
Многие из таких весов, к которым в качестве опции предлагается подобное устройство, самостоятельно рассчитывают плотность образца при помощи встроенного программного обеспечения.
Взвешивание под весами с помощью поддонного крюка (стоит удостовериться, что весы оснащаются им стандартно или в качестве опции) необходимо для определения плотности больших образцов или той массы, которую нельзя взвесить с помощью аналитических весов.
Стоит отметить, что устройство, которое использовалось для определения плотности над весами, не используется при определении плотности с помощью поддонного крюка.
Способ №2.
Определяется масса ёмкости с жидкостью mж1, масса ёмкости с образцом, погружённым в жидкость mж2, в подвешенном состоянии, и масса образца в воздухе.
Разница масс - масса объёма жидкости, равного объёму образца:
Vобр = (mж2 - mж1) / pж
Плотность образца:
pобр = mобр / Vобр = pж * mобр / (mж2 - mж1)
Подставив плотность дистиллированной воды, получим:
pобр = 998,23 * mобр / (mж2 - mж1)
Плотности при +20oС:
| Металлы | г/см3 | кг/м3 |
| Литий | 0,53 | 534 |
| Калий | 0,86 | 862 |
| Натрий | 0,97 | 971 |
| Кальций | 1,55 | 1550 |
| Магний | 1,74 | 1738 |
| Цезий | 1,87 | 1873 |
| Графит | 1,9 — 2,3 | 1900 - 2300 |
| Алюминий | 2,6889 | 2688,9 |
| Титан | 4,51 | 4505 |
| Цирконий | 6,45 | 6450 |
| Цинк | 7,133 | 7133 |
| Хром | 7,18 | 7180 |
| Олово (белое) | 7,29 | 7290 |
| Железо | 7,87 | 7874 |
| Кобальт | 8,9 | 8900 |
| Никель | 8,91 | 8910 |
| Медь | 8,96 | 8960 |
| Серебро | 10,5 | 10500 |
| Свинец | 11,34 | 11336 |
| Платина | 21,45 | 21450 |
| Уран | 19,04 | 19040 |
| Плутоний | 19,25 | 19250 |
| Золото | 19,32 | 19320 |
| Вольфрам | 19,35 | 19350 |
| Сплавы | г/см3 | кг/м3 |
| Дюралюминий | 2,6 — 2,9 | 2600 - 2900 |
| Чугун серый | 7,0 — 7,2 | 7000 - 7200 |
| Бронза | 7,5 — 9,1 | 7500 - 9100 |
| Чугун белый | 7,6 — 7,8 | 7600 - 7800 |
| Сталь | 7,7 — 7,9 | 7700 - 7900 |
| Сталь нержавеющая (в среднем) | 7,9 — 8,2 | 7900 - 8200 |
| марки 08х18Н10Т, 10х18Н10Т | 7,9 | 7900 |
| марки 10х17Н13М2Т, 10х17Н13М3Т | 8 | 8000 |
| марки 06ХН28МТ, 06ХН28МДТ | 7,95 | 7950 |
| марки 08х22Н6Т, 12х21Н5Т | 7,6 | 7600 |
| Латунь | 8,2 — 8,8 | 8200 - 8800 |
| Нихром | 8,4 | 8400 |
| Константан | 8,88 | 8880 |
| Сплав Вуда | 9,7 | 9700 |
| Платино-иридиевый | 21,62 | 21620 |