2.Основные физические свойства жидкостей и газов

2.1.Плотность жидкости

Возьмем некоторый объем V жидкости, имеющий массу М и вес G.

Как известно, плотностью жидкости r называют отношение массы к объему V:

следовательно, r=M/ V, а M=rV (1)

Введем обозначение:

g=G/V (2)

где g - есть вес единицы объема жидкости (ранее эту величину называли "удельным весом" или "объемным весом"); как видно G=gV

Известно, что G=gM (3)

где g - ускорение свободного падения (ускорение силы тяжести). Подставляя в уравнение (3) значения (1) и (2), имеем:gV=gr

Откуда получаем следующую зависимость: g=rg r=g/g

Размерность плотности:r=(M/L³)

Размерность основных единиц сокращенно обозначается следую­щими символами:

длина -(L) ,

времени-(T),

массы -(m) .

силы -(P).

Единицы плотности в международной системе

(P)=кг/м

Размерность веса единицы объема жидкости:

g =(Р/L³ )

Единицы веса единицы объема жидкости в международной системы

В Международной системе единицей силы является сила, сообщающая массе 1 кг ускорение 1 м/с² ее называют ньютоном - Н,

Следует подчеркнут, что вес единиц объема жидкости (G) не является постоянной величиной, т.к. он зависит от ускорения свободного падения {g), изменяющегося в зависимости от географического положения. Однако, значение величины g при выполнении гидравлических расчетов, относящихся к гидротехнической специальности, следует считать постоянным:

G=9.81M/C²=const

Плотность обычных капельных жидкостей (исключение ртуть) близка к плотности воды и весьма слабо изменяется с изменением давления и температуры. С увеличением температуры плотность жидкости, как правило, уменьшается (исключение вода, которая имеет наибольшую плотность при 4⁰С).

Чтобы сравнить жидкости по плотности, надо последние привести к температуре + 20⁰С по формуле

r20=rt+a(t-20) (4)

где r20 - плотность жидкости при 20⁰С;

rt - плотность жидкости при t⁰С;

a- коэффициент, показывающий изменение плотности на 1⁰С, для

нефтепродуктов берется из таблиц;

t - температуре жидкости во время определения плотности.

Плотность нефтепродуктов при температуре +20⁰С; приводится в ГОСТах на нефтепродукты. Зная плотность нефтепродуктов при +20°С можно из формулы (4) определить плотность при любой температуре

rt=r₂₀-a(t-20) (5)

Для пересчета плотности нефтепродуктов при атмосферном давлении на любую температуру можно применять формулу Менделеева.

rt=r₂₀/1+bt(t-20)

где плотность нефтепродуктов при температурах соответственно t и 20⁰С;

bt - коэффициент температурного расширения, значение которого рассмотрим ниже.

Для определения плотности жидкости применяются различные способы и приборы. Плотность нефтепродуктов определяют при помощи нефтеденсимотра, который представляет собой удлиненный пустотелый цилиндр. Нефтеденсиметр градуирован и имеет две шкалы: на узкой верхней части шкалу, показывающую плотность нефтепродукта, а на широкой нижней части - температурную шкалу.

Для измерения плотности нефтеденсиметр погружают в сосуд с

исследуемой жидкостью. Благодаря грузу, помещенному в нижней части, он

плавает, сохраняя вертикальное положение. Значение плотности отсчитывают

по верхнему мениску жидкости.