Как найти плотность изделия

Как определить плотность материала

Плотность материала показывает, сколько он весит, когда занимает определенный объем. Вычисление плотности — один из первых этапов исследования. Зная эталонный показатель, можно определить наличие примесей, пустот и т.д. При этом необходимо различать истинную, среднюю и насыпную плотность. Это особенно важно в строительстве, где подавляющее большинство материалов имеют пористую структуру.

Вам понадобится

• — весы;
• — инструменты для измерения объема;
• — образцы материала, имеющие правильную геометрическую форму;
• — таблица плотностей;
• — калькулятор.

Инструкция

Решите, какую именно плотность вам нужно определить. Она может быть истинной, средней или насыпной. Истинная плотность — величина для данного материала постоянная. Она представляет собой некий эталон, с которым сравниваются другие показатели. Для определения истинной плотности нужно вещество, из которого состоит материал, но без пор и пустот. В лабораториях контроля качества на предприятиях обычно хранятся образцы таких веществ. Их плотность вычисляют при условиях, определенных государственными стандартами, в первую очередь это температура и влажность.

Проведите опыт по определению средней плотности вещества. Для школьного или домашнего опыта лучше всего взять предмет из достаточно плотного и не особенно подверженного внешним воздействиям материала. Определите его объем. Предмет правильной формы (например, металлический кубик) можно просто измерить. Для измерения объема других небольших предметов возьмите мерный стакан, налейте туда некоторое количество воды и заметьте ее объем. Положите в стакан предмет и посмотрите, на каком уровне теперь находится поверхность воды. Вычтите из второго показателя первый. Это и будет объем вашего объекта. У вас получился объемометр, сходный с теми, которые используются и в некоторых лабораториях. Переведите миллилитры в кубические сантиметры.

Взвесьте предмет. Для школьного эксперимента достаточно точности, которую дают аптечные или лабораторные весы. Разделите полученную массу на объем. Это и будет плотность материала, из которого сделан объект.

В строительных и промышленных лабораториях образцы для определения средней плотности обычно специально готовят. Их высушивают при установленной стандартами температуре, Влажность очень сильно влияет на плотность.Чаше всего материалы представляют собой пористые структуры. В обычном состоянии в порах находится воздух. При повышенной влажности пустоты заполняются водой. Она тяжелее воздуха, материал весит больше, а соответственно, увеличивается и его плотность. Например, строительные материалы прогревают для просушки при температуре 105-110ºС. Погрешность при взвешивании не должна превышать 0,1 г для массы меньше 0,5 кг и 1 г — для образцов с большей массой.

В некоторых случаях используют метод гидростатического взвешивания. Он похож на тот, которым вы пользовались для определения плотности в лаборатории. Образец сначала высушивают и взвешивают, затем насыщают водой, стирают влагу с поверхности и снова взвешивают образец. После этого его погружают в стакан с водой.

Для материалов, имеющих зернистую или порошкообразную структуру, применяется показатель «насыпная плотность». Он учитывает массу вещества вместе с пустотами в данном объеме. Высчитывают насыпную плотность точно так же, как и любую другую, то есть разделив массу на объем. Влажность определяется государственными стандартами, и для каждого сыпучего материала она своя.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Онлайн-калькулятор плотности, который поможет вам определить соотношение между плотностью, массой и весом объекта с помощью формулы плотности. В этом калькуляторе есть небольшая, но очень важная опция, где вы можете легко определить плотность объекта по категории и названию материала. Если вы хотите получить краткие сведения о том, как рассчитать плотность по формуле, продолжайте читать!

Кроме того, вы можете попробовать наш онлайн-калькулятор импульса, который поможет вам найти импульс движущегося объекта, а также определить массу объекта.

Читать дальше!

Что такое формула плотности?

Расчеты не слишком сложные, а очень простые. Просто введите значения в следующее уравнение плотности, чтобы легко вычислить любую из требуемых переменных:

р = м / В

Где,

V – объем & m – масса объекта.

Если вы хотите найти объем с помощью плотности и массы, калькулятор плотности использует формулу:

V = м / п

Чтобы найти массу с плотностью и объемом, рассмотрите следующую формулу:

т = р * V

Плотность можно определить как массу на единицу объема объекта. Со значениями введите единицы измерения, и этот калькулятор выполнит преобразование единиц измерения.

Как найти плотность объекта по массе и объему (шаг за шагом):

Рассчитать плотность с помощью этого расчет плотности очень просто. Вы можете найти любое из трех значений, введя два значения в формулу. Вот пример для каждого расчета:

Проведите по!

Пример:

Объект весил около 150 г и объем 90 см3. Найти плотность объекта?

Решение:

Формула:

р = м / В

Вот,

m = 150 г

V = 90 см3

Так,

р = 150/90

p = 1,66 г · см-3

как определить плотность объем по и массе:

Вы можете легко определить объем объекта, изменив уравнение плотности. Давайте посмотрим на пример:

Пример:

Какой у тела объем, если его масса 500 г, а плотность 4 см-3?

Решение:

Формула:

V = м / п

Вот,

м = 500г

р = 4 см-3

Так,

V = 500/4

V = 125 см3

Как найти массу объекта с учетом плотности и объема:

Расчет массы по объему и плотности становится простым. Просто следуйте следующему примеру:

Пример:

Объем объекта 200 см3, а плотность 9 см-3, какова масса объекта?

Решение:

Формула:

т = р * V

Вот,

V = 200 см3

р = 9 см-3

Так,

т = (9) * (200)

м = 1800г

Какая плотность воды?

Плотность воды между 0 ° C и 4 ° C обычно составляет 100 кг / м3, но она меняется в зависимости от температуры. При повышении температуры объем материала увеличивается. Согласно формуле, объем и плотность обратно пропорциональны друг другу, в конечном итоге плотность материала уменьшается. Плотность воды при различных температурах приведена в следующей таблице:

Стол

Ниже приведена таблица единиц, в которой плотность обычно выражается плотностями некоторых материалов.

Столы

Как пользоваться калькулятором плотности:

Следуйте данным инструкциям по расчету с помощью этого онлайн-инструмента. С помощью этого калькулятора вы можете производить расчеты в простом и продвинутом режимах. Давайте взглянем!

Входы:

• Прежде всего, выберите во вкладке то, что вам нужно найти.
• Затем введите значения во все обозначенные поля в соответствии с выбранной опцией.
• Наконец, нажмите кнопку “Рассчитать”.

Выходы:

Как только вы заполните все поля, калькулятор покажет:

• Плотность объекта
• Масса объекта
• Объем объекта
• Корень кубический из объема

Заметка:

Есть дополнительное поле, где вы можете ввести категорию материала и название материала, этот калькулятор найдет плотность выбранного материала. Если вы не знаете значение объема, используйте предварительный вариант этого калькулятора для расчета объема, в противном случае используйте простой режим.

Заключение:

Плотности широко используются для идентификации чистых веществ и определения состава различных видов смесей. В реальной жизни это полезно, когда выясняется, что что-то будет плавать в воде, и важно при расчете объема и массы вещества. Когда дело доходит до расчетов, запишите онлайн-калькулятор плотности, который поможет вам в кратчайшие сроки найти взаимосвязь между массой, объемом и плотностью вещества.

Others Languages:Density Calculator, Yoğunluk Hesaplama, Kalkulator Gęstości, Kalkulator Kepadatan, Dichte Rechner, 密度 計算, 밀도 계산, Výpočet Hustoty, Cálculo De Densidade, Calcul Densité, Calculadora De Densidad, Calcolo Densità, حساب الكثافة, Tiheys Laskuri, Massefylde Beregning, Tetthets Kalkulator.

Во многих отраслях промышленного производства, а также в строительстве и сельском хозяйстве используется понятие «плотность материала». Это вычисляемая величина, которая является отношением массы вещества к занимаемому им объему. Зная такой параметр, например, у бетона, строители могут рассчитать необходимое количество его при заливке разных железобетонных конструкций: строительных блоков, перекрытий, монолитных стен, колонн, защитных саркофагов, бассейнов, шлюзов и других объектов.

Как определить плотность

Важно отметить, что, определяя плотность строительных материалов, можно использовать специальные справочные таблицы, где даны эти величины для различных веществ. Также разработаны методы и алгоритмы расчета, которые позволяют получать такие данные на практике, если отсутствует доступ к справочным материалам.

Плотность определяется у:

• жидких тел прибором ареометром (например, известный всем процесс измерения параметров электролита автомобильного аккумулятора);
• твердых и жидких веществ с помощью формулы при известных исходных данных массы и объема.

Все самостоятельные вычисления, конечно, будут иметь неточности, ведь сложно достоверно определить объем, если тело имеет неправильную форму.

Погрешности в измерениях плотности

Чтобы точно рассчитать плотность материала, необходимо учитывать следующее:

• Погрешность систематическую. Она фигурирует постоянно или может изменяться по определенному закону в процессе нескольких измерений одного и того же параметра. Связана с погрешностью приборной шкалы, низким показателем чувствительности устройства или степенью точности формул расчета. Так, например, определяя массу тела при помощи разновесов и игнорируя воздействие выталкивающей силы, данные получают приблизительными.
• Погрешность случайную. Вызвана приходящими причинами и оказывает разное влияние на достоверность определяемых данных. Изменение температуры окружающей среды, атмосферного давления, вибрации в помещении, невидимые излучения и колебания воздуха – все это отражается на измерениях. Избежать такого влияния полностью невозможно.

• Погрешность в округлении величин. При получении промежуточных данных в расчете формул часто числа имеют множество значащих цифр после запятой. Необходимость ограничения количества этих знаков и предполагает появление погрешности. Частично снизить такую неточность можно, оставляя в промежуточных расчетах на несколько порядков цифр больше, чем требует конечный результат.
• Погрешности небрежности (промахи) возникают вследствие ошибочности вычислений, неправильности включения пределов измерения либо прибора в целом, неразборчивости контрольных записей. Полученные таким образом данные могут резко отличаться от аналогично проведенных расчетов. Поэтому их следует удалять, а работу выполнить заново.

Измерение истинной плотности

Рассматривая плотность материала строительства, нужно учитывать его истинный показатель. То есть когда структура вещества единицы объема не содержит в себе раковин, пустот и посторонних включений. На практике нет абсолютной однородности, когда, например, бетон заливают в форму. Чтобы определить реальную его прочность, которая напрямую зависит от плотности материала, проводят следующие операции:

• Структуру подвергают измельчению до состояния порошка. На этом этапе избавляются от пор.
• Просушивают в сушильном шкафу при температуре свыше 100 градусов, из пробы удаляют остатки влаги.
• Остужают до комнатной температуры и пропускают через мелкое сито с размером ячейки в 0,20 х 0,20 мм, придавая однородность порошку.
• Полученный образец взвешивают на электронных весах высокой точности. Объем вычисляют в объемомере методом погружения в жидкую структуру и измерения вытесненной жидкости (пикнометрический анализ).

Расчет проводят по формуле:

p=m/V

где m – масса образца в г;

V – величина объема в см³.

Часто применимо измерение плотности в кг/м³.

Средняя плотность материала

Чтобы определить, как ведут себя строительные материалы в реальных условиях эксплуатации под воздействием влаги, положительных и отрицательных температур, механических нагрузок, нужно использовать средний показатель плотности. Он характеризует физическое состояние материалов.

Если истинная плотность – неизменная величина и зависит лишь от химического состава и структуры кристаллической решетки вещества, то средняя плотность определяется пористостью структуры. Она представляет собой отношение массы материала в однородном состоянии к объему занимаемого пространства в естественных условиях.

Средняя плотность дает представление инженеру о механической прочности, степени влагопоглощения, коэффициенте теплопроводности и других важных факторах, используемых в строительстве элементов.

Понятие насыпной плотности

Вводят для анализа сыпучих строительных материалов (песка, гравия, керамзита и др.). Показатель важен для расчета экономически выгодного применения тех или иных компонентов строительной смеси. Он показывает отношение массы вещества к объему, который оно занимает в состоянии рыхлой структуры.

Например, если известна насыпная плотность материала зернистой формы и средняя плотность зерен, то легко определить параметр пустотности. При изготовлении бетона целесообразнее применять наполнитель (гравий, щебень, песок), обладающий меньшей пористостью сухого вещества, так как на его заполнение пойдет базовый цементный материал, что увеличит себестоимость.

Показатели плотности некоторых материалов

Если взять расчетные данные некоторых таблиц, то в них:

• Плотность каменных материалов, в составе которых присутствуют оксиды кальция, кремния и алюминия, варьируется от 2400 до 3100 кг на м^3.
• Древесных пород с основой из целлюлозы – 1550 кг на м³.
• Органики (углерод, кислород, водород) – 800-1400 кг на м³.
• Металлов: сталь – 7850, алюминий – 2700, свинец – 11300 кг на м³.

При современных технологиях строительства зданий показатель плотности материала важен с точки зрения прочности несущих конструкций. Все теплоизоляционные и влагоизоляционные функции выполняют материалы низкой плотности со структурой закрытых пор.

Физическое
состояние строительных материалов
достаточно полно характеризуется
средней и истинной плотностью, а также
пористостью.

Средняя
плотность ρ₀
(г/см³,
кг/м³)
– масса единицы объема материала в
естественном состоянии.

Среднюю
плотность вычисляют путем деления массы
образца m,
г (кг), на его геометрический объем V,
см³
(м³)

ρ₀=m/V

При
изменении температуры и влажности
среды, окружающей материал, меняется
его влажность, а следовательно, и средняя
плотность. Поэтому показатель средней
плотности определяют после предварительной
сушки материала до постоянной массы
или вычисляют по формуле:

где
ρ_w
и
ρ₀
средняя
плотность влажного и сухого материала;
W
– количество
воды в материале (доля от его массы).

Метод
определения средней плотности зависит
от формы образца материала.

Насыпной
плотностью называется
отношение массы материала в свободном
рыхло насыпанном состоянии к его объему.

Определение
насыпной плотности сыпучих материалов
производят засыпкой их в предварительно
взвешенный мерный цилиндр с высоты 10
см через воронку или без нее. Объем
материала определяют по объему цилиндра.
Воронка обеспечивает равномерное
заполнение мерного цилиндра материалом.
Образовавшуюся (без уплотнения) над
краями цилиндра горку материала срезают
ножом или линейкой. После этого цилиндр
с материалом взвешивают. Насыпную
плотность материала рассчитывают по
формуле:

где
— масса пустого мерного цилиндра;— масса цилиндра, заполненного испытываемым
материалом;V
– объем мерного цилиндра.

Истинной
плотностью
ρ
(г/см³,
кг/м³)
называют массу единицы объема
материала в абсолютно плотном состоянии
без учета имеющихся в нем пор.

Для
определения абсолютного объема образцы
измельчают в порошок до полного
прохождения через сито с размером
отверстий 0,2 мм. (Считается, что каждое
отдельное зерно такого размера не
содержит внутренних пор.)

Истинную
плотность определяют в приборе Ле-Шателье
– Кандло. Прибор представляет собой
стеклянную колбу с узкой трубкой, имеющей
шарообразное уширение в средней части.
На трубке ниже уровня уширения имеется
черта; верхняя часть трубки градуирована
делениями и заканчивается воронкой.

Объем
трубки между нижней чертой и нижним
делением градуированной части равен
20 см³.
Прибор заполняют дистиллированной
водой до уровня нижней черты, уровень
устанавливают по нижнему мениску, затем
взвешивают сухой измельченный образец
массой m₁,
г. Порошок всыпают в прибор до тех пор,
пока уровень воды в приборе не поднимется
до нижнего деления градуированной
части. Тогда абсолютный объем порошка,
засыпанного в прибор, равен объему
вытесненной воды – 20 см³.
Остаток порошка взвешивают и подсчитывают
массу порошка, всыпанного в прибор, по
формуле:

m
= m₁-m₂

Истинную
плотность вычисляют по формуле:

Часто
плотность материалов относят к плотности
воды при температуре равной 4 ⁰C,
равной 1 г/см³
, и тогда определяемая плотность
становится безразмерной величиной,
которую называют относительной
плотностью d.

Большинство
строительных материалов имеет поры,
поэтому истинная плотность у них всегда
больше средней. Лишь у плотных материалов
(сталь, стекло) истинная и средняя
плотность практически равны, так как
объем внутренних пор у этих материалов
ничтожно мал.

Соседние файлы в предмете Строительные материалы

• #
• #
• #
• #
• #
• #