Щільність матеріалу показує, скільки він важить, коли займає певний обсяг. Обчислення щільності - один з перших етапів дослідження. Знаючи еталонний показник, можна визначити наявність домішок, пустот тощо. При цьому необхідно розрізняти справжню, середню і насипну щільність. Це особливо важливо в будівництві, де переважна більшість матеріалів мають пористу структуру.
Вам знадобиться
- - ваги;
- - інструменти для вимірювання обсягу;
- - зразки матеріалу, що мають правильну геометричну форму;
- - таблиця щільностей;
- - калькулятор.
Інструкція
1. Вирішіть, яку саме щільність вам потрібно визначити. Вона може бути справжньою, середньою або насипною. Справжня щільність - величина для даного матеріалу постійна. Вона являє собою якийсь еталон, з яким порівнюються інші показники. Для визначення справжньої щільності потрібна речовина, з якої складається матеріал, але без пір і пустот. У лабораторіях контролю якості на підприємствах зазвичай зберігаються зразки таких речовин. Їх щільність обчислюють за умов, визначених державними стандартами, в першу чергу це температура і вологість.
2. Проведіть досвід з визначення середньої щільності речовини. Для шкільного або домашнього досвіду найкраще взяти предмет з досить щільного і не особливо схильного до зовнішніх впливів матеріалу. Визначте його обсяг. Предмет правильної форми (наприклад, металевий кубик) можна просто виміряти. Для вимірювання об 'єму інших невеликих предметів візьміть мірну склянку, налийте туди деяку кількість води і зауважте її об' єм. Покладіть у склянку предмет і подивіться, на якому рівні тепер знаходиться поверхня води. Вирахуйте з другого показника перший. Це і буде обсяг вашого об 'єкта. У вас вийшов об 'ємометр, схожий з тими, які використовуються і в деяких лабораторіях. Переведіть мілілітри в кубічні сантиметри.
3. Зважте предмет. Для шкільного експерименту достатньо точності, яку дають аптечні або лабораторні ваги. Розділіть отриману масу на об 'єм. Це і буде щільність матеріалу, з якого зроблено об 'єкт.
4. У будівельних і промислових лабораторіях зразки для визначення середньої щільності зазвичай спеціально готують. Їх висушують при встановленій стандартами температурі, Вологість дуже сильно впливає на щільність. Чаші всього матеріали являють собою пористі структури. У звичайному стані в порах знаходиться повітря. При підвищеній вологості порожнечі заповнюються водою. Вона важча від повітря, матеріал важить більше, а відповідно, збільшується і його щільність. Наприклад, будівельні матеріали прогрівають для просушки при температурі 105-110ºС. Похибка при зважуванні не повинна перевищувати 0,1 г для маси менше 0,5 кг і 1 г - для зразків з більшою масою.
5. У деяких випадках використовують метод гідростатичного зважування. Він схожий на той, яким ви користувалися для визначення щільності в лабораторії. Зразок спочатку висушують і зважують, потім насичують водою, стирають вологу з поверхні і знову зважують зразок. Після цього його занурюють у склянку з водою.
6. Для матеріалів, що мають зернисту або порошкоподібну структуру, застосовується показник "насипна щільність". Він враховує масу речовини разом з пустотами в даному обсязі. Вираховують насипну щільність точно так само, як і будь-яку іншу, тобто розділивши масу на об 'єм. Вологість визначається державними стандартами, і для кожного сипучого матеріалу вона своя.