密度瓶法測試金屬材料密度的操作步驟如下:
準備工作:將密度瓶洗凈、烘干,確保密度瓶內(nèi)部干燥、潔凈,避免雜質(zhì)影響測量結果。準備好分析天平、純水、濾紙等實驗器材,并將分析天平調(diào)整至水平狀態(tài),校準歸零。
測量空瓶質(zhì)量:用鑷子將密度瓶放在分析天平的秤盤上,稱取空密度瓶的質(zhì)量m0,記錄數(shù)據(jù),精確到分析天平的最小分度值。
測量裝滿水的質(zhì)量:將密度瓶中裝滿純水,注意避免產(chǎn)生氣泡,然后蓋上瓶塞,使多余的水從瓶塞的毛細管中溢出。用濾紙擦干密度瓶外部的水跡,將其放在分析天平上,稱取裝滿水時密度瓶的質(zhì)量m1,記錄數(shù)據(jù)。
測量裝入金屬試樣并裝滿水的質(zhì)量:將適量的金屬試樣放入密度瓶中,再裝滿水,重復步驟 3 的操作,使多余的水溢出并擦干瓶外水分,然后稱取此時密度瓶的質(zhì)量m2,記錄數(shù)據(jù)。
計算金屬材料的密度:根據(jù)公式V=ρwm1?m2+m0計算金屬試樣的體積,其中ρw為試驗溫度下純水的密度(可通過查密度表得到)。再根據(jù)公式ρ=Vm計算金屬材料的密度,其中m為金屬試樣的質(zhì)量,可事先用天平稱出。
清洗與整理:將密度瓶中的水和金屬試樣倒出,清洗密度瓶及其他實驗器材,將其歸位,整理好實驗臺面。
以上就是密度瓶法測試金屬材料密度的詳細操作步驟,操作過程中需注意規(guī)范操作,以保證測量結果的準確性。
密度瓶法測試金屬材料密度的實驗中,以下因素會影響測量結果的準確性:
密度瓶的潔凈程度:若密度瓶內(nèi)壁有雜質(zhì)、油污或水漬殘留,會使測量的空瓶質(zhì)量m0不準確,還可能影響后續(xù)裝水和裝金屬試樣的體積,導致測量結果出現(xiàn)偏差。
金屬試樣的處理:金屬試樣表面若有油污、氧化皮等,會使測量的金屬試樣質(zhì)量偏大,且雜質(zhì)占據(jù)空間會影響體積測量。另外,若金屬試樣含有孔隙,浸入水中時水不能完全填充孔隙,會導致測量的體積偏小,從而使密度測量值偏大。
測量質(zhì)量時的誤差:分析天平的精度、穩(wěn)定性以及操作方法都會影響質(zhì)量測量的準確性。如天平未校準、稱量時環(huán)境有振動、未等密度瓶溫度達到室溫就進行稱量等,都會使測得的m0、m1、m2不準確,進而影響密度計算結果。
溫度的影響:水的密度受溫度影響較大,實驗中若未準確測量水的溫度并據(jù)此查取相應的水密度值,會導致計算金屬試樣體積時出現(xiàn)誤差。另外,溫度變化還可能引起密度瓶的熱脹冷縮,導致其容積發(fā)生改變,影響測量結果。
氣泡的產(chǎn)生:在向密度瓶中裝水或裝入金屬試樣再裝水的過程中,若產(chǎn)生氣泡,會使瓶內(nèi)實際水的體積減小,導致測量的金屬試樣體積偏大,最終使密度測量值偏小。
瓶塞毛細管的影響:瓶塞毛細管內(nèi)若有空氣未排出或有水滴殘留,會影響密度瓶內(nèi)液體體積的準確性,進而對金屬材料密度的測量結果產(chǎn)生影響。