Определение истинной плотности

Как известно, истинная плотность - масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии. По простому - сколько весит материал в каком-то объеме. Будь-то стальной шар, кубик, призма и т.д. Обычно к этому виду плотности обращаемся, когда необходимо узнать пористость материала. На сколько неоднородная структура материала. Рассмотрим метод определения с помощью пикнометра Ле-Шателье.

Пикнометр Ле-Шателье

Для этого необходимо измельчить испытываемый материал, до такого состояния чтобы он прошел через сито с размером отверстия 0,063 мм, затем высушить до постоянной массы при температуре 105-110 ºC, и охладить и изолированной среде от влажности (в эксикаторе).

Эксикатор

Из получившегося порошка отобрать пробы (навеску), и остается определить объем в абсолютно плотном состоянии, произвести расчеты. Вычисляют как среднее арифметическое трех по трем испытаниям. Отклонение в результатах не должно быть больше 10 кг/м3 (0,01 г/см3). Если расхождение велико, испытания проводят снова.

Рассмотрим пример

Необходимо определить истинную плотность гранита.

Взвешиваем массу отобранной пробы (m1=150г) и заполняем пикнометр жидкостью до нулевой отметки.

Пикнометр с жидкостью, и навеска материала

После чего, из отобранной навески материала малыми порциями всыпаем материал до тех пор пока жидкость не поднимется на уровень 20 см3 - это и будет наш объем.

Конец испытания, отметка 20см3

Отчет берется по нижней отметки из-за поверхностного натяжения воды. При засыпании порошок может застревать, поэтому его необходимо проталкивать стеклянной палочкой. Если он налипает на стенки, смывать водой, которая находится в колбе.

После снятия показания с прибора, необходимо взвесить навеску (m2-95,2г), чтобы узнать сколько материала было использовано.

Проводим расчеты

Зная все величины находим плотность.

Общий вид формулы

Формула для определения истинной формулы

где: m1- масса порошка в чаше (навеска), г;

m2 - масса порошка в чаше после засыпания в пикнометр Ле-Шателье, г;

V - объем засыпанного порошка, см3

Подставим имеющиеся данные, получим следующее выражение

Подставляем значения

Вычислим полученное выражение и получим, что плотность равняется

Результат определения

Повторяем испытания 3 раза, и находим среднее значение (сумма результатов деленное на их количество). Плотность которая у нас получилась лежит в пределах нормы. Для гранита истинная плотность 2600-2800 кг/м3.

Вот теперь вы с легкостью сможете определить истинную плотность материалов.