Неправильной геометрической формы

Для определения объема образца неправильной геометрической формы применяют метод, основанный на вытеснении образцом из сосуда жидкости, в которую погружают образец. При этом используют объемомер или гидростатические весы.

Определение средней плотности с помощью объемомера. Объемомер (рис. 1.3) представляет собой металлический цилиндр с внутренним диаметром 150 мм и высотой 320 мм. На высоте 250 мм в него впаяна латунная трубка диаметром 8...10 мм, имеющая загнутый вниз конец.

Рис. 1.3. Объемомер:

1 – металлический цилиндр;

2 – латунная трубка; 3 – стакан;

4 – испытуемый образец

Выполнение работы. Объемомер наполняют водой несколько выше трубки и ждут, пока избыток воды стечет, затем под трубку подставляют взвешенный стакан. Каждый образец высушивают, взвешивают, а затем покрывают (с помощью кисти) тонким слоем расплавленного парафина. После того как парафин застынет, образец осматривают, обнаруженные при осмотре на парафиновой пленке пузырьки или трещины удаляют, заглаживая их нагретой металлической проволокой либо пластинкой. После парафинирования образец перевязывают прочной нитью и повторно взвешивают.

При погружении испытуемого образца в объемомер вытесняемая вода будет вытекать из трубки в стакан. После того как падение капель прекратится, стакан с водой взвешивают и определяют массу воды, вытесненной образцом.

Среднюю плотность образца вычисляют следующим образом. Сначала определяют объем парафина, затраченного на покрытие образца:

V _п= (m – m ₁)/ р _п, (1.23)

где m – масса сухого образца, г;

m ₁ – масса образца, покрытого парафином, г;

р _п – средняя плотность парафина, равная 0,93 г/см³.

После этого вычисляют среднюю плотность образца р _ср, г/см³, по формуле

р _ср = m /(V ₁– V _п), (1.24)

где m – масса сухого образца, г;

V ₁ – объем образца с парафином, численно равный массе воды, вытесненной образцом, см³.

Определение средней плотности материала методом гидростатического взвешивания. Гидростатическое взвешивание производится с помощью гидростатических весов (рис. 1.4), на левой стороне которых устанавливается сосуд с водой и приспособление с крючком для подвешивания образцов. На правой стороне весов закреплена чаша для гирь.

Рис. 1.4. Взвешивание образца

на гидростатических весах

Выполнение работы. Сухой образец неправильной геометрической формы взвешивают на технических весах, затем парафинируют и снова взвешивают. После этого его подвешивают на тонкой нити к крючку приспособления, закрепленного на левом конце коромысла гидростатических весов. Массу образца уравновешивают гирями, устанавливая их на правую чашу. После этого образец погружают в сосуд с водой так, чтобы он не касался стенок и дна (при этом равновесие весов нарушается). Весы снова уравновешивают, сняв с правой чаши часть гирь, и определяют массу образца в воде.

Среднюю плотность образца р _ср, г/см³, вычисляют по формуле

(1.25)

где m – масса сухого образца, г;

m ₁ – масса образца, покрытого парафином, на воздухе, г;

m ₂ – масса образца, покрытого парафином, в воде, г;

(m ₁ – m ₂)/ р _п – величина, соответствующая объему образца, покрытого парафином, см³;

р _п – средняя плотность парафина, равная 0,93 г/см³.

Среднюю плотность материала вычислят как среднее арифметическое средних плотностей 3–5 определений.

Результаты испытаний записывают в журнал для лабораторных работ и сравнивают с данными, приведенными в табл. 1.1. В журнале следует зарисовать схему прибора.