Oznaczanie gęstości paliwa.

Gęstość nafty w zależności od temperatury

Podano tabelę wartości gęstości ciekłej nafty klasy T-1 w zależności od temperatury. Gęstość nafty wyrażana jest w kg/m 3 w różnych temperaturach w zakresie od 20 do 270°C.

O jego gęstości decyduje skład i jakość produkcji poszczególnych partii podczas rafinacji ropy naftowej. Rośnie wraz ze wzrostem zawartości w swoim składzie węglowodorów ciężkich.

Gęstość nafty różnych marek i różnych masach cząsteczkowych może różnić się o 5...10%. Przykładowo gęstość nafty lotniczej TS-1 w temperaturze 20°C wynosi 780 kg/m 3 , TS-2 wynosi 766 kg/m 3 , nafty lotniczej T-6 wynosi 841 kg/m 3 , gęstość paliwa RT wynosi 778 kg/m 3 . Gęstość nafty T-1 w temperaturze 20°C wynosi 819 kg/m 3 lub 819 g/l, Gęstość nafty oświetleniowej wynosi 840 kg/m3.

Po podgrzaniu tego paliwa jego gęstość maleje w wyniku wzrostu objętości w wyniku rozszerzalności cieplnej. Przykładowo w temperaturze 270°C gęstość nafty T-1 wynosi 618 kg/m3.

Nafta jest podobna do innych rodzajów paliwa. Na przykład olej napędowy ma gęstość około 860 kg/m3, benzyna - od 680 do 800 kg/m3. Jeśli porównasz gęstość nafty i wody, gęstość tego paliwa będzie mniejsza. Kiedy nafta dostanie się do wody, utworzy na jej powierzchni oleisty film.

Gęstość nafty w zależności od temperatury - tabela

t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3
20	819	110	759	200	685
30	814	120	751	210	676
40	808	130	744	220	668
50	801	140	736	230	658
60	795	150	728	240	649
70	788	160	720	250	638
80	781	170	711	260	628
90	774	180	703	265	623
100	766	190	694	270	618

Ciepło właściwe nafty w różnych temperaturach

Tabela pokazuje ciepło właściwe nafty w różnych temperaturach. Pojemność cieplna nafty wyrażana jest w zakresie temperatur od 20...270°C. O wartości ciepła właściwego (masowego) nafty decyduje jej skład, czyli zawartość węglowodorów aromatycznych i parafinowych. Im mniej parafin i olefin jest w nafcie, tym niższa jest jej pojemność cieplna.

Ciepło właściwe nafty zależy od temperatury – zwiększa się w miarę podgrzewania paliwa. Zależność pojemności cieplnej od temperatury jest nieliniowa. W temperaturze pokojowej jego ciepło właściwe wynosi 2000 J/(kg·K). W wysokich temperaturach wartość tej termofizycznej właściwości nafty może sięgać 3300 J/(kg · K).

Ponadto pojemność cieplna nafty zależy również od ciśnienia. Wraz ze wzrostem ciśnienia maleje; w wysokich temperaturach działanie ciśnienia wzrasta. Należy zauważyć, że zależność pojemności cieplnej nafty od ciśnienia nie jest liniowa.

Ciepło właściwe nafty - tabela

t, °С	Cp, J/(kg·K)	t, °С	Cp, J/(kg·K)	t, °С	Cp, J/(kg·K)
20	2000	110	2430	200	2890
30	2040	120	2480	210	2940
40	2090	130	2530	220	3000
50	2140	140	2580	230	3050
60	2180	150	2630	240	3110
70	2230	160	2680	250	3160
80	2280	170	2730	260	3210
90	2330	180	2790	265	3235
100	2380	190	2840	270	3260

Lepkość nafty w zależności od temperatury

Podano tabelę wartości dynamicznych. μ i kinematyczny ν lepkość nafty w temperaturach dodatnich i ujemnych w zakresie od -50 do 300°C. Lepkość nafty zależy od liczby i wielkości cząsteczek węglowodorów w jej składzie. Skala takich wiązań molekularnych zależy bezpośrednio od temperatury paliwa. W niskich temperaturach są one dość liczne i duże, co sprawia, że ​​nafta jest w tych warunkach zauważalnie lepka.

W temperaturze pokojowej lepkość dynamiczna nafty wynosi 0,00149 Pa·s. Lepkość kinematyczna nafty w temperaturze 20°C wynosi 1,819·10 -6 m 2 /s. Wraz ze wzrostem temperatury tego paliwa maleje jego lepkość. Współczynnik lepkości kinematycznej ma mniejszą szybkość redukcji niż dynamiczny, ponieważ gęstość nafty również zmienia się wraz z temperaturą. Na przykład po podgrzaniu nafty od 20 do 200 stopni jej lepkość dynamiczna zmniejsza się 5,7 razy, a lepkość kinematyczna o 4,8.

Tabela wartości lepkości dynamicznej i kinematycznej nafty

t, °С	μ·10 3 , Pa·s	ν·10 6, m 2 /s	t, °С	μ·10 3 , Pa·s	ν·10 6, m 2 /s
-50	11,5	14,14	40	1,08	1,337
-45	9,04	—	60	0,832	1,047
-40	7,26	8,59	80	0,664	0,85
-35	5,96	—	100	0,545	0,711
-30	4,98	5,75	120	0,457	0,61
-25	4,22	—	140	0,39	0,53
-20	3,62	4,131	160	0,338	0,469
-15	3,14	—	180	0,296	0,421
-10	2,75	3,12	200	0,262	0,382
-5	2,42	—	220	0,234	0,35
0	2,15	2,61	240	0,211	0,325
5	1,92	—	260	0,191	0,304
10	1,73	—	280	0,174	—
20	1,49	1,819	300	0,159	—

Uwaga: wartości lepkości kinematycznej nafty podane w tabeli uzyskano w drodze obliczeń z wykorzystaniem wartości lepkości dynamicznej i gęstości.

Każda ciecz ma swoje unikalne właściwości i cechy. W fizyce zwykle bierze się pod uwagę szereg zjawisk związanych z tymi specyficznymi cechami.

Płyny dzieli się zwykle na dwie główne kategorie:

• kroplówka lub niska ściśliwość;
• gazowy lub ściśliwy.

Rysunek 2. Obliczanie gęstości cieczy. Author24 - internetowa wymiana prac studenckich

Te klasy cieczy mają między sobą zasadnicze różnice. Zatem ciecze kropelkowe różnią się znacznie od cieczy gazowych. Mają określoną objętość. Jego wartość nie ulegnie zmianie pod wpływem jakichkolwiek sił zewnętrznych. W stanie gazowym ciecze mogą zajmować całą swoją objętość. Również podobna klasa cieczy może znacznie zmienić swoją objętość, jeśli wpływają na nią pewne siły zewnętrzne.

Płyny dowolnego rodzaju mają trzy właściwości, z którymi nie mogą się rozstać:

• gęstość;
• lepkość;
• siła napięcia powierzchniowego.

Właściwości te mogą wpływać na liczne prawa ich ruchu, dlatego mają pierwszorzędne znaczenie w procesie studiowania i stosowania wiedzy w praktyce.

Pojęcie gęstości cieczy

Masę zawartą w jednostce objętości nazywamy gęstością cieczy. Jeśli stopniowo zwiększasz jednostkę ciśnienia, objętość wody będzie miała tendencję do zmniejszania się w stosunku do pierwotnej wartości. Różnica wartości wynosi w przybliżeniu 1 na 20 000. Objętościowy stopień sprężania dla innych cieczy kropelkowych będzie miał tę samą kolejność liczb. Z reguły w praktyce stwierdza się, że nie zachodzą znaczące zmiany ciśnienia, dlatego zwyczajowo nie wykorzystuje się w praktyce ściśliwości wody przy obliczaniu ciężaru właściwego i gęstości w funkcji ciśnienia.

Rysunek 3. Gęstości różnych cieczy. Author24 - internetowa wymiana prac studenckich

Aby obliczyć gęstość cieczy, wprowadzono koncepcję rozszerzalności temperaturowej cieczy kropelkowych. Charakteryzuje się współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, który wyraża wzrost objętości cieczy wraz ze wzrostem temperatury o 10 stopni Celsjusza.

W ten sposób powstaje wskaźnik gęstości dla konkretnej cieczy. Zwykle jest to brane pod uwagę przy różnych wskaźnikach ciśnienia atmosferycznego i temperatury. Powyżej znajduje się tabela pokazująca gęstości głównych rodzajów cieczy.

Gęstość wody

Najpopularniejszym i najbardziej znanym ludziom płynem jest woda. Rozważmy główne cechy gęstości i lepkości tej substancji. Gęstość wody w warunkach naturalnych wyniesie 1000 kg/m3. Wskaźnik ten stosowany jest do wody destylowanej. W przypadku wody morskiej wartość gęstości jest nieco wyższa i wynosi 1030 kg/m3. Wartość ta nie jest skończona i jest ściśle związana z temperaturą. Idealne wskaźniki można rejestrować w temperaturze około 4 stopni Celsjusza. Jeśli wykonasz obliczenia nad wrzącą wodą o temperaturze 100 stopni, wówczas gęstość spadnie dość znacznie i wyniesie około 958 kg/m3. Ustalono, że zwykle w procesie podgrzewania jakichkolwiek cieczy ich gęstość maleje.

Gęstość wody jest również dość zbliżona do wielu popularnych produktów spożywczych. Można go porównać do wina, roztworu octu, odtłuszczonego mleka, śmietany, kwaśnej śmietany. Niektóre rodzaje produktów mają większą gęstość. Istnieje jednak wiele produktów spożywczych i napojów, które mogą znacznie ustępować klasycznej wodzie. Wśród nich znajdują się najczęściej alkohole, a także produkty naftowe, w tym olej opałowy, nafta i benzyna.

Jeżeli konieczne jest obliczenie gęstości niektórych gazów, wówczas stosuje się równania stanu gazów doskonałych. Jest to konieczne w przypadkach, gdy zachowanie gazów rzeczywistych różni się znacząco od zachowania gazów doskonałych i nie zachodzi proces upłynniania.

Objętość gazu zwykle zależy od ciśnienia i temperatury. Podczas poruszania się z dużymi prędkościami powstają różnice ciśnień powodujące znaczne zmiany gęstości gazu. Zazwyczaj nieściśliwy gaz objawia się przy prędkościach przekraczających sto metrów na sekundę. Obliczany jest stosunek prędkości płynu do prędkości dźwięku. Umożliwia to korelację wielu wskaźników podczas potwierdzania gęstości konkretnej substancji.

Lepkość cieczy

Inną właściwością dowolnej cieczy jest lepkość. Jest to stan płynu, który jest w stanie przeciwstawić się ścinaniu lub innym siłom zewnętrznym. Wiadomo, że prawdziwe ciecze mają podobne właściwości. Definiuje się je jako tarcie wewnętrzne podczas względnego ruchu cząstek cieczy znajdujących się w pobliżu.

Istnieją nie tylko łatwo mobilne ciecze, ale także substancje bardziej lepkie. Do pierwszej grupy zalicza się zazwyczaj powietrze i wodę. W olejach ciężkich opór występuje na innym poziomie. Lepkość można scharakteryzować na podstawie stopnia płynności cieczy. Proces ten nazywany jest również ruchliwością jego cząstek i zależy od gęstości substancji. Lepkość cieczy w warunkach laboratoryjnych określa się za pomocą wiskozymetrów. Jeżeli lepkość cieczy w dużej mierze zależy tylko od zastosowanej temperatury, wówczas zwyczajowo rozróżnia się kilka podstawowych parametrów substancji. Wraz ze wzrostem temperatury lepkość kropelek cieczy ma tendencję do zmniejszania się. Lepkość cieczy gazowej w podobnych warunkach tylko wzrasta.

Siła tarcia wewnętrznego w cieczach powstaje, gdy prędkość gradientu jest proporcjonalna do powierzchni warstw przenoszących tarcie. W tym przypadku tarcie w cieczach zwykle odróżnia się od procesu tarcia w innych ciałach stałych. W ciałach stałych siła tarcia będzie zależeć od normalnego ciśnienia, a nie od powierzchni powierzchni trących.

Ciecze anomalne i idealne

Istnieją dwa rodzaje cieczy w zależności od ich właściwości wewnętrznych:

• nieprawidłowe płyny;
• idealne płyny.

Definicja 1

Ciecze anomalne to ciecze, które nie spełniają prawa lepkości Newtona. Ciecze takie mogą zacząć się poruszać po momencie naprężenia ścinającego przy przekroczeniu progu minimalnego. Proces ten nazywany jest również początkowym naprężeniem ścinającym. Płyny te nie mogą przemieszczać się pod wpływem małych naprężeń i ulegać odkształceniom sprężystym.

Ciecze idealne to wyimaginowana ciecz, która nie podlega żadnemu ściskaniu ani odkształceniu, to znaczy nie ma właściwości lepkości. Aby to obliczyć, należy wprowadzić pewne współczynniki korygujące.

Podano tabelę gęstości cieczy w różnych temperaturach i pod ciśnieniem atmosferycznym dla najpopularniejszych cieczy. Wartości gęstości w tabeli odpowiadają wskazanym temperaturom, dozwolona jest interpolacja danych.

Wiele substancji może znajdować się w stanie ciekłym. Ciecze to substancje różnego pochodzenia i składu, posiadające płynność, zdolne do zmiany kształtu pod wpływem określonych sił. Gęstość cieczy to stosunek masy cieczy do zajmowanej przez nią objętości.

Spójrzmy na przykłady gęstości niektórych cieczy. Pierwszą substancją, która przychodzi na myśl, gdy słyszysz słowo „płyn”, jest woda. I to wcale nie jest przypadkowe, ponieważ woda jest najczęstszą substancją na planecie i dlatego można ją uznać za ideał.

Równa 1000 kg/m 3 dla wody destylowanej i 1030 kg/m 3 dla wody morskiej. Ponieważ wartość ta jest ściśle powiązana z temperaturą, warto zauważyć, że tę „idealną” wartość uzyskano w temperaturze +3,7°C. Gęstość wrzącej wody będzie nieco mniejsza i wynosi 958,4 kg/m 3 w temperaturze 100°C. Gdy ciecze są podgrzewane, ich gęstość zwykle maleje.

Gęstość wody jest zbliżona wartością do różnych produktów spożywczych. Są to produkty takie jak: roztwór octu, wino, śmietana 20% i śmietana 30%. Niektóre produkty okazują się gęstsze, np. żółtko jaja – jego gęstość wynosi 1042 kg/m3. Gęstość od wody mają: sok ananasowy – 1084 kg/m3, sok winogronowy – do 1361 kg/m3, sok pomarańczowy – 1043 kg/m3, Coca-Cola i piwo – 1030 kg/m3.

Wiele substancji ma mniejszą gęstość niż woda. Na przykład alkohole są znacznie lżejsze od wody. Zatem gęstość wynosi 789 kg/m3, butyl – 810 kg/m3, metyl – 793 kg/m3 (w temperaturze 20°C). Niektóre rodzaje paliw i olejów mają jeszcze niższe wartości gęstości: olej - 730-940 kg/m3, benzyna - 680-800 kg/m3. Gęstość nafty wynosi około 800 kg/m3, - 879 kg/m3, oleju opałowego - do 990 kg/m3.

Gęstość cieczy - tabela w różnych temperaturach

Płyn	Temperatura, °C	Gęstość cieczy, kg/m 3
Anilina	0…20…40…60…80…100…140…180	1037…1023…1007…990…972…952…914…878
(GOST 159-52)	-60…-40…0…20…40…80…120	1143…1129…1102…1089…1076…1048…1011
Aceton C3H6O	0…20	813…791
Białko jaja kurzego	20	1042
	20	680-800
	7…20…40…60	910…879…858…836
Brom	20	3120
Woda	0…4…20…60…100…150…200…250…370	999,9…1000…998,2…983,2…958,4…917…863…799…450,5
Woda morska	20	1010-1050
Woda jest ciężka	10…20…50…100…150…200…250	1106…1105…1096…1063…1017…957…881
wódka	0…20…40…60…80	949…935…920…903…888
Wino wzmocnione	20	1025
Wino wytrawne	20	993
Olej napędowy	20…60…100…160…200…260…300	848…826…801…761…733…688…656
	20…60…100…160…200…240	1260…1239…1207…1143…1090…1025
GTF (chłodziwo)	27…127…227…327	980…880…800…750
Dauterm	20…50…100…150…200	1060…1036…995…953…912
Żółtko jaja kurzego	20	1029
Karboran	27	1000
	20	802-840
Kwas azotowy HNO 3 (100%)	-10…0…10…20…30…40…50	1567…1549…1531…1513…1495…1477…1459
Kwas palmitynowy C 16 H 32 O 2 (stężony)	62	853
Kwas siarkowy H 2 SO 4 (stężony)	20	1830
Kwas solny HCl (20%)	20	1100
Kwas octowy CH 3 COOH (stężony)	20	1049
Koniak	20	952
Kreozot	15	1040-1100
	37	1050-1062
Ksylen C 8 H 10	20	880
Siarczan miedzi (10%)	20	1107
Siarczan miedzi (20%)	20	1230
Likier wiśniowy	20	1105
Olej opałowy	20	890-990
Masło orzechowe	15	911-926
Olej maszynowy	20	890-920
Olej silnikowy T	20	917
Oliwa z oliwek	15	914-919
(rafinowany)	-20…20…60…100…150	947…926…898…871…836
Miód (suszony)	20	1621
Octan metylu CH3COOCH3	25	927
	20	1030
Mleko skondensowane z cukrem	20	1290-1310
Naftalen	230…250…270…300…320	865…850…835…812…794
Olej	20	730-940
Olej suszący	20	930-950
koncentrat pomidorowy	20	1110
Gotowana melasa	20	1460
Syrop skrobiowy	20	1433
PUB	20…80…120…200…260…340…400	990…961…939…883…837…769…710
Piwo	20	1008-1030
PMS-100	20…60…80…100…120…160…180…200	967…934…917…901…884…850…834…817
PES-5	20…60…80…100…120…160…180…200	998…971…957…943…929…902…888…874
sos jabłkowy	0	1056
(10%)	20	1071
Roztwór soli kuchennej w wodzie (20%)	20	1148
Roztwór cukru w ​​wodzie (nasycony)	0…20…40…60…80…100	1314…1333…1353…1378…1405…1436
Rtęć	0…20…100…200…300…400	13596…13546…13350…13310…12880…12700
Dwusiarczek węgla	0	1293
Silikon (dietylopolisiloksan)	0…20…60…100…160…200…260…300	971…956…928…900…856…825…779…744
Syrop jabłkowy	20	1613
Terpentyna	20	870
(zawartość tłuszczu 30-83%)	20	939-1000
Żywica	80	1200
Smoła węglowa	20	1050-1250
Sok pomarańczowy	15	1043
Sok winogronowy	20	1056-1361
Sok grejpfrutowy	15	1062
Sok pomidorowy	20	1030-1141
sok jabłkowy	20	1030-1312
Alkohol amylowy	20	814
Alkohol butylowy	20	810
Alkohol izobutylowy	20	801
Alkohol izopropylowy	20	785
Alkohol metylowy	20	793
Alkohol propylowy	20	804
Alkohol etylowy C2H5OH	0…20…40…80…100…150…200	806…789…772…735…716…649…557
Stop sodowo-potasowy (25%Na)	20…100…200…300…500…700	872…852…828…803…753…704
Stop ołowiu i bizmutu (45%Pb)	130…200…300…400…500..600…700	10570…10490…10360…10240…10120..10000…9880
płyn	20	1350-1530
Serwatka	20	1027
Tetrakrezylooksysilan (CH 3 C 6 H 4 O) 4 Si	10…20…60…100…160…200…260…300…350	1135…1128…1097…1064…1019…987…936…902…858
Tetrachlorobifenyl C 12 H 6 Cl 4 (arochlor)	30…60…150…250…300	1440…1410…1320…1220…1170
	0…20…50…80…100…140	886…867…839…810…790…744
Olej napędowy	20…40…60…80…100	879…865…852…838…825
Paliwo do gaźnika	20	768
Paliwo silnikowe	20	911
Paliwo RT		836…821…792…778…764…749…720…692…677…648
Paliwo T-1	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	867…853…824…819…808…795…766…736…720…685
Paliwo T-2	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	824…810…781…766…752…745…709…680…665…637
Paliwo T-6	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	898…883…855…841…827…813…784…756…742…713
Paliwo T-8	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	847…833…804…789…775…761…732…703…689…660
Paliwo TS-1	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	837…823…794…780…765…751…722…693…879…650
Czterochlorek węgla (CTC)	20	1595
Urotopina C 6 H 12 N 2	27	1330
Fluorobenzen	20	1024
Chlorobenzen	20	1066
Octan etylu	20	901
Bromek etylu	20	1430
Jodek etylu	20	1933
Chlorek etylu	0	921
Eter	0…20	736…720
Eter Harpiusa	27	1100

Wskaźniki małej gęstości charakteryzują się takimi cieczami jak: terpentyna 870 kg/m 3,

Jednym z trzech zbiorczych stanów istnienia substancji jest ciecz. Cząsteczki cieczy są ułożone bardzo zwięźle, co decyduje o ich dużej gęstości (gęstości niektórych cieczy podano w tabeli 1) i małej ściśliwości w porównaniu do gazów. Strukturę i strukturę wewnętrzną cieczy charakteryzuje uporządkowany układ cząstek. Ze względu na stosunkowo dużą ruchliwość cząstek cieczy, ich uporządkowanie ogranicza się do małych wysp (agregatów lub skupisk), przy czym te ostatnie są losowo zorientowane względem siebie, a część przestrzeni pomiędzy nimi pozostaje niewypełniona materią. Formacje te są niestabilne, połączenia w nich są stale niszczone i pojawiają się na nowo. W tym przypadku następuje wymiana cząstek pomiędzy sąsiednimi klastrami. Zatem ze strukturalnego punktu widzenia ciecz charakteryzuje się obecnością labilnej (ruchomej) równowagi, ze względu na względną swobodę ruchu cząstek. Tworzenie się labilnych agregatów w cieczach obserwuje się nawet w temperaturach znacznie wyższych od temperatury krystalizacji. Wraz ze spadkiem temperatury wzrasta stabilność takich agregatów, a w pobliżu temperatury krystalizacji ciecze mają strukturę kwazikrystaliczną, tj. wzrasta liczba agregatów, stają się one większe i zaczynają być zorientowane względem siebie w określony sposób.

Tabela 1. Gęstości niektórych cieczy.

Ciecze są izotropowe, tj. ich właściwości fizyczne są takie same w różnych kierunkach. Przy każdym wysiłku, choćby najmniejszym, płyny łatwo zmieniają swój kształt, co objawia się płynnością. Naturalnie płynność (lub jej odwrotność - lepkość) dla różnych cieczy zmienia się w szerokich granicach. Istnieją ciecze, które mają bardzo dużą lepkość (na przykład niektóre bitumy), w wyniku czego pod wpływem nagłego obciążenia - uderzenia - zapadają się jak ciała stałe. Jednocześnie stopniowy i ciągły wzrost obciążenia pozwala wykryć w nich płynność.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

Ćwiczenia	Oblicz objętość wody i masę chlorku sodu NaCl potrzebną do przygotowania 250 ml 0,7 M roztworu. Przyjmij gęstość roztworu równą 1 g/cm3. Jaki jest udział masowy chlorku sodu w tym roztworze?
Rozwiązanie	Stężenie molowe roztworu równe 0,7 M wskazuje, że 1000 ml roztworu zawiera 0,7 mola soli. Następnie możesz sprawdzić ilość substancji solnej w 250 ml tego roztworu: n(NaCl) = V roztwór (NaCl) × CM (NaCl); n(NaCl) = 250 × 0,7 / 1000 = 0,175 mol. Znajdźmy masę 0,175 mola chlorku sodu: M(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol. m(NaCl) = n(NaCl) × M(NaCl); m(NaCl) = 0,175 × 58,5 = 10,2375 g. Obliczmy masę wody potrzebną do otrzymania 250 ml 0,7 M roztworu chlorku sodu: r = m rozwiązanie / V; m roztwór = V × r = 250 × 1 = 250 g. m(H 2 O) = 250 - 10,2375 = 239,7625 g.
Odpowiedź	Masa wody wynosi 239,7625 g, objętość jest taka sama, ponieważ gęstość wody wynosi 1 g/cm 3.

PRZYKŁAD 2

Ćwiczenia	Oblicz objętość wody i masę azotanu potasu KNO 3, która będzie potrzebna do przygotowania 150 ml 0,5 M roztworu. Przyjmij gęstość roztworu równą 1 g/cm3. Jaki jest udział masowy azotanu potasu w takim roztworze?
Rozwiązanie	Stężenie molowe roztworu równe 0,5 M wskazuje, że 1000 ml roztworu zawiera 0,7 mola soli. Następnie możesz sprawdzić ilość soli w 150 ml tego roztworu: n(KNO 3) = V roztwór (KNO 3) × C M (KNO 3); n(KNO 3) = 150 × 0,5 / 1000 = 0,075 mol. Znajdźmy masę 0,075 mola azotanu potasu: M(KNO 3) = Ar(K) + Ar(N) + 3×Ar(O) = 39 + 14 + 3×16 = 53 + 48 = 154 g/mol. m(KNO 3) = n(KNO 3) × M(KNO 3); m(KNO 3) = 0,075 × 154 = 11,55 g. Obliczmy masę wody potrzebną do otrzymania 150 ml 0,5 M roztworu azotanu potasu: r = m rozwiązanie / V; m roztwór = V × r = 150 × 1 = 150 g. m(H2O) = m roztwór - m(NaCl); m(H2O) = 150 - 11,55 = 138,45 g.
Odpowiedź	Masa wody wynosi 138,45 g, objętość jest taka sama, ponieważ gęstość wody wynosi 1 g/cm3.

Cele pracy:

dać uczniom pojęcie o metodologii określania gęstości produktów naftowych;

nauczyć studentów uwzględniania wartości gęstości przy rozliczaniu zużycia paliwa i smarów.

Pod gęstość paliwaρ zrozumieć jego masę na jednostkę objętości. Wymiar gęstości w jednostkach SI wyrażany jest w kg/m3. Gęstość produktów naftowych zależy od temperatury, tj. wraz ze wzrostem gęstość maleje, a wraz ze spadkiem wzrasta. Gęstość można mierzyć w dowolnej temperaturze, jednak wynik pomiaru koniecznie daje temperaturę +20°C, która jest przyjmowana jako norma przy ocenie gęstości paliw i olejów.

Redukcję zmierzonej gęstości do gęstości w temperaturze standardowej +20°C przeprowadza się według wzoru

ρ 20 = ρ T + γ(T + 20),

Gdzie ρ - gęstość paliwa w temperaturze badania, kg/m 3 ; γ - poprawka na średnią temperaturę, kg/m 3 -deg (Tabela 2); T- temperatura, w której zmierzono gęstość paliwa, °C.

Wartości poprawek na gęstość podano w tabeli. 2.

Tabela 2

Średnie poprawki temperaturowe dla gęstości produktów naftowych

Produkty naftowe	Opcje
	Zmierzona gęstość produktów naftowych ρ T kg/m 3	Korekcja temperatury na 1°C γ , kg/m 3
Olej napędowy

Raportowanie na temat badanych produktów naftowych

Rozliczanie produktów naftowych w składach ropy naftowej, magazynach paliw i smarów do pojazdów mechanicznych, bazach mechanizacyjnych i stacjach benzynowych, a także hurtowy zakup i transport paliw i smarów odbywa się w jednostkach masowych, tj. Dochód realizowany jest w jednostkach wagowych - kilogramy i tony (kg, t), a zużycie uwzględnia się w jednostkach objętości - litrach (l).

W związku z tym system księgowy i sprawozdawczy, a także obliczenia przy sporządzaniu wniosków o dostawę muszą zapewniać przenoszenie ilości z jednostek masy na jednostki objętości i odwrotnie. Ponadto kontrola obecności resztek paliwa w zbiornikach stacji benzynowych (stacji benzynowych), ich sprzedaży detalicznej i wydawania podczas tankowania zbiorników pojazdów, ustalane są również wskaźniki ich zużycia i podawane w jednostkach objętości, tj. w litrach (l).

Z tego powodu konieczne jest przeliczenie jednostek masy na jednostki objętości i odwrotnie, dla których należy znać gęstość odbieranych i dostarczanych produktów naftowych.

Przeliczenie przeprowadza się w następujący sposób: ilość benzyny w jednostkach masy, kg G T = V T ρ T,

Gdzie V T- ilość benzyny w jednostkach objętości, l; ρ T- gęstość benzyny w tej samej temperaturze, kg/l.

Z odwrotnym obliczeniem i tym samym zapisem V T = G T / ρ T.

Zatem, gęstość absolutna substancji to masa zawarta w jednostce objętości. Ma wymiar kg/m 3 w układzie SI.

Pomiar gęstości za pomocą gęstościomierzy oleju

W magazynach i stacjach benzynowych gęstość produktów naftowych mierzy się za pomocą gęstość oleju(areometr), czyli wydrążony szklany pływak z balastem na dole i cienką szklaną rurką na górze, w której znajduje się skala gęstości. W zestawie pomiarowym znajdują się gęstościomierze o różnych granicach skali gęstości, pozwalające w praktyce określić gęstość wszystkich rodzajów paliw i olejów (rys. 3-4).

Densymetry kalibruje się w g/cm3, dlatego aby wyrazić gęstość produktu w układzie SI, konieczne jest przeliczenie powstałego wyniku pomiaru poprzez pomnożenie przez 1000.

Ryż. 4. Wyznaczanie gęstości benzyny A - aerometr: 1 - skala termometru; 2 - skala gęstości (p, g/cm2); b - gęstość oleju: 1 - gęstość oleju

Ryż. 3. Urządzenie do oznaczania gęstości produktów naftowych: 1 - cylinder szklany; 2 - gęstość oleju; 3 - badany produkt naftowy; 4 - termometr

Urządzenia i materiały - gęstościomierz oleju, cylinder szklany

Kolejność pracy.

1) wlać paliwo badawcze do czystego szklanego cylindra o pojemności 250 ml i średnicy 50 ml;

2) poczekać, aż paliwo opadnie, aż uwolnią się pęcherzyki powietrza i nabierze temperatury otaczającego powietrza;

3) wybrać gęstościomierz oleju z odpowiednią podziałką skali kg/m 3 i granicą pomiaru:

dla benzyny - 690-750; dla olejów napędowych - 820-860;

dla nafty - 780-820; do olejów - 830-910;

4) wziąć czysty i suchy gęstościomierz oleju za górną część i powoli zanurzać go w badanym produkcie tak, aby nie dotykał ścianek cylindra;

5) po ustaniu oscylacji gęstościomierza oleju dokonać odczytów na skali gęstości wzdłuż górnej krawędzi menisku (w tym przypadku oko obserwatora powinno znajdować się na poziomie menisku cieczy);

6) dokonać odczytu temperatury badania T za pomocą termometru wlutowanego w gęstościomierz oleju. Odczyt na skali gęstościomierza podaje gęstość paliwa ρ T w temperaturze badania t.

7) zmierzoną gęstość doprowadzić do wartości wzorcowej p 20, tj. do gęstości w temperaturze +20°C, uwzględniając korektę temperaturową zgodnie z tabelą. 3.

Wartości poprawek na gęstość podano w tabeli. 3. Gęstość benzyny nie jest znormalizowana normą, jednak wraz z innymi wskaźnikami fizyko-chemicznymi charakteryzuje jakość produktów naftowych;

Tabela 3

Tabela pełnych poprawek temperaturowych dla gęstości produktów naftowych

Wymierzony	Poprawka dla	Wymierzony	Poprawka dla
gęstość, kg/m 3	1°C, kg/m 3	gęstość, kg/m 3	1°C, kg/m 3

8) przy wyznaczaniu gęstości produktów naftowych za pomocą gęstościomierza, które mają lepkość w temperaturze 50 °C większą niż 200 cSt, zanurzenie gęstościomierza następuje bardzo powoli, dlatego takie produkty naftowe miesza się z równą objętością nafty, gęstość z czego jest mierzona z góry. Mieszaj produkty naftowe aż do uzyskania całkowicie jednorodnej konsystencji i określ gęstość mieszaniny w taki sam sposób, jak wskazano wcześniej.

Gęstość lepkiego produktu naftowego oblicza się ze wzoru:

gdzie p I jest gęstością mieszaniny; p II - gęstość nafty.

Jeżeli gęstość nafty i mieszaniny została określona w różnych temperaturach, wówczas gęstości są przeliczane, doprowadzane do tych samych wartości temperaturowych, a dopiero potem do wzoru wstawiane są wartości p I i ​​p II.