Измерение плотности газов

Для идеальных газов плотность вычисляется по уравнению состояния:

В лабораторной практике плотность газов при давлениях, близких к атмосферному определяют следующими методами:

1. Метод взвешивания баллона. Определяют вес газа, заполняющего при измеренном давлении стеклянный баллон. Объем баллона определяют предварительно, заполняя водой и взвешивая.

2. Объемный метод. В колбу известного объема впускают газ при измеренном давлении. Газ из колбы полностью конденсируют в ампуле, погруженной в жидкий азот. Ампулу запаивают и взвешиванием определяют количество газа, содержащегося раннее в колбе.

3. Метод газовых весов. Основан на законе Архимеда. В стеклянном термостатированном сосуде на кварцевом коромысле уравновешивают пустотелый кварцевый шарик и противовес с кварцевым указателем. Изменение плотности газа изменяет положение равновесия коромысла весов. У наиболее чувствительных весов отклонение указателя на одно деление соответствует изменению плотности на 4 10^-8 г/см³.

4. Метод истечения через отверстия. Определение неизвестной плотности газа Т₁ сводится к измерению времен и Т₂ протекание через одно и тоже отверстие равных объемов двух газов плотность одного из которых известно. Погрешность метода 0,1.

5. Метод адсорбции. Применяется для определения плотности паров. Термостатированную колбу известного объема заполняют насыщенным паром и соединяют с откаченными весами Мак-Бена, в которых на кварцевой спиральной пружинке подвешен адсорбент. Вес пара полностью поглощаемого адсорбентом определяется по растяжению кварцевой спирали. Погрешность 0,05%.

Для измерения плотности газов при высоких давлениях применяют пьезометры постоянной и переменной емкости. В пьезометре постоянной емкости создают при определенной температуре необходимое давление газа и затем определяют его массу по объему, который он занимал при атмосферном давлении. При расчете плотности необходимо учитывать изменение объема пьезометра вследствие упругой деформации и термического расширения. Погрешность плотности при 1000 атм. 0,2%.

В пьезометре переменной емкости газ сжимают нагнетанием в сосуд ртути, введением поршня и др. Объем газа измеряют в течение опыта, например по уровню ртути, который определяют визуально или с помощью специальных технических средств, электрических схем.

Плотность разреженных газов может быть рассчитана по производимому ими давлению измеренному вакуумметрами или определена косвенно по электрическим, оптическим и другим явлениям в газах, на которые существенное влияние оказывает их плотность. Особенно следует выделить методы определения плотностей сильно нагретого газа и плазмы:

1. По показателю преломления газа интерференционными, либо теневыми методами.

2. По скорости распространения в газе звуковой или ударной волны.

3. С помощью корпускулярных пучков.

Поиск по сайту: