Способом гидростатического взвешивания

Способ гидростатического взвешивания основан на измерении объема образца по массе вытесненной им жидкости (чаще всего воды).

Для этого необходимо взвесить образец на воздухе и в жидкости известной плотности, объем V вычислить по формуле:

V=                               (5.2)

где m и m_ж – масса образца взвешенного, соответственно, на воздухе и в жидкости, кг;

ρ_ж – плотность жидкости, кг/м³.

Средняя плотность образца неправильной формы вычисляется по формуле:

.                       (5.2.а)

Изложенный способ применяется в случае, когда испытанию подвергается материал со сплошной структурой (т. е. без пор и пустот).

Если же испытывается пористый материал, то при гидростатическом взвешивании поры и пустоты будут поглощать воду и искажать результат опыта. Чтобы исключить эту ошибку, образцы материала, имеющие пористую структуру, перед испытанием парафинируют. Для этого сухой образец неправильной геометрической формы взвешивают на технических весах, затем покрывают при помощи кисти тонким слоем расплавленного парафина. После того как парафин застынет, образец осматривают, обнаруженные при осмотре на парафиновой пленке пузырьки или трещины удаляют, заглаживая нагретой металлической проволокой или пластинкой.

После парафинирования образец перевязывают прочной тонкой нитью и вторично взвешивают. После этого его подвешивают к крючку на левом конце коромысла гидростатических весов. Массу образца уравновешивают гирями, устанавливая их на правую чашку. После этого образец погружают в стакан с водой так, чтобы он не касался стенок и дна (при этом равновесие весов нарушается). Весы снова уравновешивают, сняв с правой чашки часть гирь и определяют массу образца в воде.

Средняя плотность образца вычисляется по формуле

              (5.2.б)

где m – масса сухого образца, кг;

m₁ – масса образца, покрытого парафином, кг;

m₂ – масса гирь, уравновешивающих образец, покрытый парафином, в воде, кг;

ρ_п – истинная плотность парафина, 930 кг/м³.

Среднюю плотность материала вычисляют как среднее арифметическое определений средней плотности 3 образцов. Результаты испытаний заносят в табл. 5.2.1.

Таблица 5.2.2

Определение средней плотности гидростатическим

взвешиванием

Рис. 1. Пикнометр (а) и весы для гидростатического взвешивания (б): 1 – П-образная подставка; 2 – образец материала; 3 – стакан с водой