ВПР Физика 11 класс, Как выполнить задания по тексту об ареометре?
«Ареометр – прибор для измерения плотности жидкостей. Обычно он представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью для достижения необходимой массы (рис. 1). В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения плотности должны проводиться при строго определённой температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.
Существует несколько видов ареометров (рис. 2). Так, лактометр (1) позволяет определить процентное содержание жира в молочной продукции. Солемер (2) определяет содержание соли в воде. С его помощью можно определить жёсткость воды и узнать, можно ли её употреблять в пищу. Также солемер поможет при выборе воды для аквариума: известно, что разным видам рыб подходит вода различной жёсткости».
1) На чём основан принцип работы ареометра?
2) Необходимо сделать ареометр для измерения плотностей жидкостей, плотность которых больше плотности воды. Где должно располагаться в таком ареометре значение шкалы, равное плотности воды?
Необходимо сделать ареометр для измерения плотностей жидкостей плотность которых больше
Задание 6. Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого основан на законе Архимеда. Обычно он представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью для достижения необходимой массы (рис. 1). В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения плотности должны проводиться при строго определённой температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.
Используя текст и рисунки, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Согласно рис. 2 плотность жидкости во второй мензурке меньше плотности жидкости в первой мензурке.
2) Ареометр приспособлен для измерения плотности только тех жидкостей, плотность которых равна средней плотности ареометра.
3) При охлаждении жидкости глубина погружения в неё ареометра увеличивается.
4) При увеличении количества дроби в ареометре глубина его погружения в жидкостях 1 и 2 увеличится.
5) Выталкивающая сила, действующая на ареометр в жидкости 1, меньше выталкивающей силы, действующей на ареометр в жидкости 2.
1) Плотность жидкости во второй мензурке меньше, чем плотность жидкости в первой мензурке (см. рис. 2), так как ареометр определяет плотность жидкости и чем глубже погружение ареометра, тем меньше плотность жидкости.
2) С помощью ареометра можно измерять плотность любой жидкости в пределах шкалы ареометра.
3) Из рисунка 2 такое заключение сделать нельзя.
4) Да, при добавлении дроби масса ареометра увеличивается, следовательно, увеличится и глубина его погружения.
5) Величина выталкивающей силы, действующей на ареометр, равна в обоих случаях, так как ареометр находится в состоянии покоя и сила тяжести ареометра уравновешивается выталкивающей силой.
Необходимо сделать ареометр для измерения плотностей жидкостей плотность которых больше
Задание 6. Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого основан на законе Архимеда. Обычно представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью для достижения необходимой массы (рис. 1). В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения плотности должны проводиться при строго определённой температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.
Используя текст и рисунки, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Согласно рис. 2 плотность жидкости во второй мензурке больше плотности жидкости в первой мензурке.
2) Ареометр приспособлен для измерения плотности только тех жидкостей, плотность которых больше средней плотности ареометра.
3) При нагревании жидкости глубина погружения в неё ареометра не изменяется.
4) Глубина погружения ареометра в данную жидкость не зависит от количества дроби в нём.
5) Выталкивающая сила, действующая на ареометр в жидкости 1, равна выталкивающей силе, действующей на ареометр в жидкости 2.
1) Плотность жидкости во второй мензурке меньше, чем плотность жидкости в первой мензурке (см. рис. 2), так как ареометр определяет плотность жидкости и чем глубже погружение ареометра, тем меньше плотность жидкости.
2) С помощью ареометра можно измерять плотность любой жидкости, плотность которых больше средней плотности ареометра.
3) Из рисунка 2 такое заключение сделать нельзя.
4) При добавлении дроби масса ареометра увеличивается, следовательно, увеличится и глубина его погружения.
5) Величина выталкивающей силы, действующей на ареометр, равна в обоих случаях, так как ареометр находится в состоянии покоя и сила тяжести ареометра уравновешивается выталкивающей силой.
Принцип работы ареометра для измерения плотности жидкости
Задание 6. Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого основан на законе Архимеда. Обычно он представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью для достижения необходимой массы (рис. 1). В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объёму, на который он погружается в жидкость. Так как плотность жидкостей сильно зависит от температуры, измерения плотности должны проводиться при строго определённой температуре, для чего ареометр иногда снабжают термометром.
Используя текст и рисунки, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Согласно рис. 2 плотность жидкости во второй мензурке меньше плотности жидкости в первой мензурке.
2) Ареометр приспособлен для измерения плотности только тех жидкостей, плотность которых равна средней плотности ареометра.
3) При охлаждении жидкости глубина погружения в неё ареометра увеличивается.
4) При увеличении количества дроби в ареометре глубина его погружения в жидкостях 1 и 2 увеличится.
5) Выталкивающая сила, действующая на ареометр в жидкости 1, меньше выталкивающей силы, действующей на ареометр в жидкости 2.
1) Плотность жидкости во второй мензурке меньше, чем плотность жидкости в первой мензурке (см. рис. 2), так как ареометр определяет плотность жидкости и чем глубже погружение ареометра, тем меньше плотность жидкости.
2) С помощью ареометра можно измерять плотность любой жидкости в пределах шкалы ареометра.
3) Из рисунка 2 такое заключение сделать нельзя.
4) Да, при добавлении дроби масса ареометра увеличивается, следовательно, увеличится и глубина его погружения.
5) Величина выталкивающей силы, действующей на ареометр, равна в обоих случаях, так как ареометр находится в состоянии покоя и сила тяжести ареометра уравновешивается выталкивающей силой.
Ареометр – это устройство, применяемое для измерения показателей плотности жидкости, основанное на работе физического закона Архимеда. В большинстве случаев прибор представляет собой обычную стеклянную колбу с нанесенной шкалой, которая герметично закрыта и заполнена внутри металлической дробью для калибровки массы. Трубка более толстая внизу и сужается к верху, благодаря чему напоминает стеклянную бутылку с удлиненным горлышком. Ареометры предназначены для проведения измерения определенной жидкости, поэтому если прибор откалиброван для одного вещества, то не сможет работать с другим.
Как работает ареометр
Принцип работы устройства основывается на гидростатическом физическом законе. Согласно ему, при погружении тела в жидкость, на него действует выталкивающая сила, равная массе той жидкости, которая была вытеснена телом. Различные жидкости имеют разные показатели плотности, поэтому погружаемое в них тело выталкивается с разной силой. В одних веществах оно может утонуть, в то время как в других будет плавать на поверхности.
Принцип работы ареометра заключается в том, что его масса откалибрована под выталкивающую силу определенные жидкости. Благодаря наличию утяжелителя в нижней части, устройство при погружении принимает вертикальное положение, как поплавок на рыбацкой снасти. На боковой поверхности колбы прибора нанесена шкала. Для того чтобы определить какой уровень плотности вещества, нужно посмотреть до какого показателя на шкале достает линия жидкости.
Если установить прибор в вещество, под которое он не откалиброван, то устройство может утонуть, ложиться на бок и плавать на поверхности или держаться вертикально, но давать неправильный показатель плотности. Чтобы снять точные данные при установке ареометра следует подождать, пока он окончательно уравновеситься и не будет колебаться.
Особенности шкалы
Хотя ареометр является очень простым устройством с технологической точки зрения, но с его помощью можно снимать различные показатели с жидкостей. В частности, имеющаяся в стеклянной колбе шкала может быть градуирована различными показателями:
- Плотности жидкости.
- Процент массового содержания примесей.
- Процент концентрации растворенного вещества в основной жидкости.
Разновидности ареометров
Хотя внешне все ареометры практически одинаковые, все же они отличаются в зависимости от того под какое вещество настроены. Данные приборы бывают следующих видов:
- Для нефтепродуктов.
- Лактометры.
- Для электролита.
- Спиртометры.
- Медицинские.
- Сахарометры.
- Солемеры.
Для нефтепродуктов
Ареометр, применяемый для изменения плотности нефтепродуктов, позволяет определить показатели нефти, бензина, дизельного топлива или керосина. Благодаря его использованию можно узнать соответствие горючего заявленным характеристикам и наличие недопустимых примесей, снижающие эффективность горения или способствующих увеличения образования гари.
Лактометр
Применяется для проверки плотности молока. С помощью данного прибора можно определить наличие разбавителей. Лактометр выявляет молоко, в которое была добавлена вода. Также устройство позволяет определить продукт, представляющий собой жидкость с красителем, которую пытаются выдать за натуральное молоко. Большинство лактометров показывают процент жира, но при измерении поддельной или очень некачественной продукции просто ложатся на бок.
Читайте также: Двигатель стирлинга своими руками из консервной банки
Для электролита
Прибор для измерения плотности электролита используется для диагностики аккумуляторов. Он выпускается также и для тестирования параметров различных кислот. С его помощью можно определить, состояние электролита и принять решение о необходимости его замены для возобновления емкости аккумуляторной батареи.
Ареометр для измерения плотности электролита отличается наличием дополнительной внешней колбы с грушей. Поскольку электролит является кислотой, контакт кожи с которой нежелательный, то данный прибор был разработан с учетом требований безопасности. Чтобы снять измерения показателей аккумулятора нужно отвинтить на нем крышки, обеспечив доступ к банкам. После этого с помощью внешней колбы с грушей из него набирается электролит. Находящийся внутри колбы ареометр всплывает. Сквозь прозрачное стекло наружной колбы можно определить уровень плотность электролита.
Конструкция такого ареометра устойчива к воздействию кислотной среды, но все равно после применения его необходимо промыть в чистой воде. Это связано с тем, что сохраненные на поверхности агрессивные вещества могут вызвать ожоги в дальнейшем, если прикоснуться к инструменту. Кроме этого стекающие капли кислоты разъедают металл и прочие материалы, на которые попадают.
Спиртометр
Спиртовой ареометр позволяет определить крепость алкогольного напитка. Данное устройство работает в различном диапазоне. В связи с этим при необходимости воспользоваться подобным прибором, при покупке следует отталкиваться от того, какой именно напиток придется тестировать. Если водку, виски и другие крепкие напитки, то стоит отдать предпочтение устройствам с диапазоном измерения около 40 градусов. Нужно учитывать, что подобный прибор не сможет показать содержание спирта в вине. Для слабоалкогольных напитков нужно применять легкие ареометры, которые прошли специализированную калибровку.
Стоит отметить, что спиртометр стоит сущие копейки, поэтому нашел свое применение не только на промышленном производстве, но и в быту. Обычно он представляет собой простейшую конструкцию в виде стеклянной колбы, низ которой заполнен металлическими шариками. Для того чтобы получить точные данные требуются определенные температурные условия. При остывании или перегреве алкогольной жидкости данные искажаются. Лучше всего проводить измерение при температуре 20 градусов, что является эталонным показателем.
Медицинский
Медицинские ареометры применяются для анализа плотности мочи. Ими пользуются в лабораториях. С помощью данного оборудования можно оценить состояние мочеиспускательной системы, а также качество воды, которая употребляется человеком постоянно. По параметрам плотности удастся сделать предварительное диагностирование наличия каменных образований в почках.
Сахарометр
Сахарометр в первую очередь применяется для анализа вин и фруктовых соков с целью определения концентрации в них сахара. Устройства используются в кулинарии при приготовлении напитков и коктейлей, а также в производстве алкогольной продукции. Зачастую в продаже предлагаются сахарометры в комплекте со спиртометрами. Также в набор может входить термометр для измерения температуры напитка.
Использование сахарометра особенно важно при производстве алкогольных напитков получаемых в результате брожения. Периодическое снятие параметров сахара из сусла позволяет определить момент, когда брожение затухает, или узнать о необходимости добавления новой порции сахара, чтобы продолжить процесс.
Сахарометр нашел применение и в такой отрасли промышленности, как производство фруктового сока, а также садоводстве. С его помощью можно определить степень зрелости фруктов и ягод. Для этого проводится выдавливание небольшого количества сока, после чего измеряется концентрация в нем сахара. На основании получаемых данных принимается решение о целесообразности сбора урожая или о продлении срока его созревания. Ориентироваться в степени зрелости не сложно, поскольку большинство сортов садовых деревьев в описании имеют точные данные об эталонных показателях концентрации сахара в созревших плодах.
Солемер
Солемеры применяются для измерения параметров плотности воды. С их помощью можно определить состояние воды и ее пригодность к употреблению. Подобные приборы используется в рыбных хозяйствах, а также специалистами, которые занимаются содержание морских аквариумных рыб. От параметров плотности зависит здоровье рыбок, поэтому требуется периодическое тестирование воды, что выполняется солемером. Прибор не является панацеей, поскольку кроме плотности существует еще масса параметров, за которыми нужно следить, с помощью другого оборудования или химических тестов.
Часто солемер используется в кулинарии, а также пищевой промышленности. С его помощью осуществляется контроль концентрации соли в маринадах. Особенно это важно при дальнейшем копчении мяса. Наличие солемера позволяет работать с большими объемами жидкостей, когда сложно определить какое количество соли нужно засыпать.
Отличие между однотипными приборами
Покупая данный прибор, следует обратить внимание на уровень погрешности, который указывается производителем. Данный показатель измеряется в процентах. В том случае, если устройство необходимо для выполнения простых задач, которые не требуют предельной точности, то может подойти практически любой прибор даже из самого низкого ценового сегмента. Если же проведение измерений является ответственным мероприятием, то и измерительный прибор должен быть соответствующим.
Читайте также: Где применяется ортофосфорная кислота
При необходимости точного измерения следует выбирать устройство с длинной шкалой. Обычно дешевые модели ареометров имеют плотно расписанный градиент, поэтому при снятии параметров измерений сложно визуально определить, какой именно результат получен.
Чтобы получить максимально точные результаты измерения важно использовать устройство правильно. В первую очередь при проведении тестирования нужно набрать жидкость в отдельную емкость с высокой горловиной. Для этого обычно используется широкая прозрачная пробирка или высокий стакан. После этого в эту посуду помещается непосредственно сам ареометр. Нужно следить, чтобы прибор не касался стенок, поскольку это искажает точность измерения.
Все профессиональные автомобилисты знают, что любой автомобиль требует ухода и обслуживания. Немаловажным в этом деле является поддержание в рабочем состоянии очень важного устройства – аккумуляторной батареи, которая обеспечивает запуск Вашего автомобиля и бесперебойную работу всех электрических систем.
Для того, чтобы аккумулятор служил долго, его необходимо обслуживать. Как мы знаем, наш аккумулятор в автомобиле заполнен электролитом и он выполняет важную роль в работе данного устройства. Об электролите мы подробно писали в статье «Что нужно знать об электролите в автомобильном аккумуляторе», а сейчас поговорим о том, каким прибором измерить важный параметр этого раствора кислоты и воды — плотность.
Что такое ареометр
Для начала «пару слов» о плотности, плотность — это удельный вес кислоты, которая смешана с дистиллированной водой, по отношению ко всему объему раствора. Если попроще – это кислотность данной смеси.
Измеряется плотность ареометром, принцип действия которого основан на законе Архимеда, в соответствии с которым на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, величина которой равна весу вытесненной данным телом жидкости.
Плотность исследуемой жидкости, в нашем случае электролита, можно определить по глубине погружения ареометра, т.е. объему жидкости, вытесненной им, и весу ареометра.
Конструкция ареометра для электролита
Ареометры бывают разные, все зависит от того, плотность какой жидкости Вы будете измерять. Так как этот информационный сайт о аккумуляторах, нас конечно интересует прибор, который в народе называется «автомобильный ареометр». Конструкция автомобильного ареометра довольно проста. Он состоит из:
- Стеклянной или пластиковой трубки
- Резиновой груши
- Пипетки
- Ареометра
К одному концу стеклянной трубки крепится резиновая пипетка с длинным носиком, чтобы достать до пластин аккумуляторной батареи. Почему резиновая, чтобы не повредить пластины и сепараторы аккумулятора.
Во внутрь трубки вставляется ареометр, который представляет из себя герметично запаянную стеклянную трубку, внутри которой с одного конца заложен балластный грузик (грузиком может служить металл, а может и какое нибудь другое вещество). С другого конца эта трубка перетекает в стеклянную палочку меньшего диаметра на которой нанесена измерительная шкала.
С другой стороны стеклянной трубки-корпуса крепится резиновая груша, с помощью которой мы и закачиваем электролит из аккумулятора в наш ареометр и обратно в банку батареи.
Есть конечно приборы для измерения плотности и немного другой конструкции. Например поплавковый “Индикатор плотности”, внутри полости которого располагается несколько пластиковых поплавков различного цвета.
Работает он по такому же принципу как и вышеописанный ареометр, на тех же законах физики. Точно так же электролит с помощью резиновой груши закачивается в прибор и всплывающие поплавочки показывают плотность раствора. Однако точность измерений таким “Индикатором плотности” оставляет желать лучшего, поплавки то всплывают, то не всплывают, хотя электролит один и тот же.
Техника безопасности при измерении плотности электролита ареометром
Прежде чем начать измерять ареометром плотность электролита Вашего аккумулятора, следует помнить, что Вы работаете с кислотой и необходимо соблюсти элементарные меры безопасности.
Обязательно нужно одеть очки для защиты глаз, резиновые перчатки фартук. Попадание электролита на открытые участки кожи и глаза вызовет химический ожог.
При попадании электролита на кожу либо глаза следует незамедлительно промыть эти места обильным количеством проточной воды в течениии 15 — 20 минут, после можно промыть обожженые участки мыльной водой или раствором воды с содой в концентрации чайная ложка на 200-300мл воды, этими действиями Вы понизите концентрацию химического вещества . Обработка пораженных участков кожи не отменяет вызов скорой помощи или срочного обращения в больницу.
Как измерить плотность ареометром
Чтобы измерить плотность электролита в аккумуляторе необходимо выдержать условия, от которых зависят показания наших измерений:
- Аккумуляторная батарея должна быть заряжена
- Сразу после зарядки замерять плотность нельзя, нужно подождать 3-5 часов.
- Показания ареометра следует корректировать в зависимости от температуры электролита.
Читайте также: Натяжные потолки кухня фото как расположить светильники
Наиболее точные данные будут при температуре раствора в 27 градусов С. Если температура ниже, нужно вычесть 0,004 доли единицы на каждые 6 градусов C, если выше прибавить тоже значение.
Перед тем как откручивать крышки банок АКБ, тщательно протрите поверхность батареи, чтобы грязь не попадала внутрь, это может послужить уменьшению срока эксплуатации Вашего изделия.
Сама процедура измерения довольно проста. Собираем ареометр: присоединяем к корпусу-трубке пипетку, в корпус помещаем денсиметр, и закрываем корпус с другой стороны резиновой грушей.
Поочередно в каждой банке измеряем плотность. Для этого опускаем носик-пипетку до пластин и в корпус ареометра с помощью резиновой груши набираем раствор кислоты. Не следует набирать очень много электролита, денсиметр может уперется в грушу и показания будут неточными, если раствора будет мало, то денсиметр не всплывёт. Необходимо набирать такое количество раствора кислоты, чтобы денсиметр без помех плавал.
Показания плотности нашего электролита можно посмотреть на пересечении шкалы ареометра и поверхности раствора. Учитывайте то, что у приборов бывают разные шкалы, в некоторых пишут показания в г/см3, но бывают шкалы и в кг/м3, тогда чтобы получить привычные нам цифры, показания нужно разделить на 1000.
В зависимости от значений которые Вы получили можно принять решение о корректировке раствора кислоты. Как поднять плотность электролита мы писали ранее в статье “Поднимем плотность электролита в аккумуляторе”.
У некоторых ареометров есть шкала для измерения плотности тосола ареометром. Для чего нужно измерять плотность тосола? Этот показатель в основном нужен зимой и в северных регионах страны. Дело в том, что по плотности тосола мы можем определить температуру его кристализации(замерзания), это очень важно при низких температурах для обеспечения нормального функционирования мотора автомобиля.
Обязательно промывайте ареометр после использования не менее трех раз и желательно дистиллированной водой. Эта простейшая процедура продлит жизнь Вашего прибора не на один год.
Продаваемые марки ареометров в России
Выбор марок ареометров на рынке нашей страны достаточно велик, но по факту они представляют практически одинаковые устройства. Различия только в качестве использованного материала для изготовления приборов.
Ареометр ИП1
Из общего однообразия выделяется ареометр ИП1, который изготовлен не с стандартным стеклянным ареометром, а с набором пластиковых палочек, напротив которых на корпусе написано своё значение плотности. После наполнения полости устройства электролитом палочки всплывают и значение плотности считывается по шкале с той, которая всплыла последней.
Предел измерения этого прибора от 1,19 г/см3 до 1,31 г/см.
Цена деления шкалы 0,02 г/см.
Ареометр ИП1 — “Индикатор плотности — 1” не совсем точный прибор, но он достаточно распространён среди автомобилистов, наверное по причине малой стоимости ( примерная стоимость в магазинах 100 рублей) и компактности.
Далее можно рассмотреть ареометры стоимостью от 100 до 250 рублей. Марок приборов в этом диапазоне достаточно много.
Ареометр Орион АР-02
На фоне всего этого многообразия выделяется продукция, уже знакомого нам по серии зарядных устройств, предприятия из Санкт-Петербурга ООО “НПП ОРИОН СПБ” ареометр Орион АР-02.
Это единственный прибор на который я нашел инструкцию. Её можно почитать и скачать здесь.
Принцип работы, техника безопасности и процесс измерения описан выше, давайте посмотрим как выглядят остальные экземпляры на картинках и о некоторых небольшое видео.
Ареометр для электролита Autovirazh AV-9901
Ареометр для электролита Sparta 549125
Отзывы в интернете о ареометре Sparta 549125 очень приличные, видимо изделие сделано качественно.
Ареометр для электролита SKYBEAR 623000
Из импортных ареометров в продаже моделей не много, но можно найти такие:
1. JTC-1039 BATTERY TESTER
Такие модели ареометров немного дороже, их стоимость уже будет варьироваться от 300 до 600 рублей. Они компактны и с эргономичным дизайном. Такой прибор приятно держать в руке, и его не надо собирать разбирать, что конечно удобно.
2. Hella Hydro Volt
Hella Hydro Volt — прибор для измерения плотности достаточно качественного исполнения. Компактный, интересный , в нем груша выполнена прямо в корпусе. Как пишут магазины: “Данная модель отличается высокой точностью, погрешность измерений не превышает 1 процента.“
Цена на данный прибор колеблется от 800 и даже до 1400 рублей, по данным интернет магазинов.