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比重瓶測試法

定義：

比重瓶是一個能準確測定玻璃或金屬容器體積的設備。它通過簡單的稱重可測得液體的密度和容積所定義的體積。應用比重瓶的已知容積可測定粉末、液體、微粒的密度。

原理：

液體、粉末，分散劑等流動物質的密度測量，簡單的測定方法：是將樣品放入已知體積的容器內稱重量。密度能容易地根據ρ= m/V被求得。

比重瓶使用于不同的應用領域有不同的形狀和標準。在測量期間，所有稱重的操作在恒溫下進行是更加適合的。應用比重瓶測定更加重要條件是在液體或微粒樣品之間，不允許存在任何空氣。

概述：

比重瓶對測定粉末、微粒密度是非常準確的測試方法。由于粉末和微粒有分散、飄浮和流動的特性，使用浮力和置換法無法求得準確的數據。雖然使用比重瓶量測材料的密度比采用浮力和置換法費時，但由于準確度高所以普遍被采用。

測定粉末或微粒的體積，通常為了避免執行多次稱重的操作，一般使用已知密度的液體做為輔助媒介。

ρs＝m s/Vs

V glass

m 1fl

ρfl

V fl m 2fl ρfl

Vs m s ρs

比重瓶和樣品表示：

粉末樣品的體積Vs可由下列演算求得：

V s = V glass － v fl

演算步驟如下：

1、將比重瓶完全充滿液體并且測定比重瓶第一次液體的重量m 1fl。一旦這值被確定，比重瓶Vglass的體積就知道。

　　 Vglass＝m 1fl/ρfl

2、其次(比重瓶被倒空，被清洗，并且在需求的溫度給予烘干之后)比重瓶被填裝大約2/3的樣品材料，這是粉末產生的重量 ms。

3、用液體填裝比重瓶其余的部分至滿而再一次稱重，哪是樣品與液體的混合重量m (fl+s)。

4、第二次液體的重量 m2fl 能由下式給予計算

　 m2 fl = m (fl + s) －m s

　　產生液體的體積Vfl，在比重瓶填裝水或液體

Vfl＝m2 fl/ρfl

＝(m (fl + s) －m s)/ ρfl

　粉末樣品的體積Vs是經由總體積Vglass和液體Vfl的體積之間不同所產生。

　Vs＝V glass－V fl

Vs＝(m1 fl/ρfl)－((m (fl + s) －m s) / ρfl)

又原始的公式ρs = m s/Vs，體積Vs導致以下的轉換式：

ρs = m s/Vs

ρs＝(ρfl× ms)/ (m1 fl－m (fl + s) ＋m s) or

ρs＝(ρfl× ms)/ (m1fl＋ms －m (fl + s) )

m1fl在比重瓶完全地填裝液體的液體重量

ms樣品材料的重量

m(fl + s)比重瓶內樣品和液體一起的重量

比重瓶測試法摘要:

比重瓶的材質可以是玻璃或金屬容器，是一個能準確地測定容積的設備。比重瓶使用于不同的應用領域有不同的形狀和標準。

比重瓶測試法是通過簡單的稱重，加上特殊軟件的演算求得比重瓶容積所定義的體積。是測定粉體、顆粒、液體密度更加佳的測試法。在測量期間，所有稱重的操作在恒溫下進行是更加適合的。在液體或微粒樣品之間，不存在任何空氣是重要的條件。

比重瓶法是測定粉末密度非常準確的測試方法，因為粉末的微粒和分散有惡劣的流動特性。

比重瓶的玻璃在不同溫度下會產生脹縮現象，水在不同溫度下的密度比重也各不相同。因此比重瓶盛裝純水至一定標記處的總重量隨溫度而異，故比重瓶務必進行校正。

比重瓶熱膨脹性的校正：

　　如果試驗溫度超過已知比重瓶容積相對應的溫度5℃，則密度應因比重瓶容積的改變進行校正。

在試驗條件下，通過式(B.1)來計算比重瓶的容積Vt,以毫升(mL)表示，計算涉及5個重要的參數。

式中：

V_C——在校正溫度tC下比重瓶的體積，單位為毫升(mL)；

t_T——試驗溫度，單位為攝氏度(℃)；

t_C——校正溫度，單位為攝氏度(℃)；

γ_P——體積膨脹系數，攝氏度的倒數（℃^-1），它與比重瓶的材料有關（見表B.1）。

表1 不同材料比重瓶的熱膨脹系數γ_P

材料	熱膨脹系數γ_P/℃^-1
硼硅玻璃	10×10^-6
堿石灰玻璃	25×10^-6
奧氏體不銹鋼	48×10^-6
鉛鋅合金（黃銅）	54×10^-6[是CuZn37(Ms63)的值]
鋁	69×10^-6

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