Гидростатическое взвешивание

Гидростати́ческое взве́шивание — метод определения плотности, использующий закон Архимеда.

Общие сведенияПравить

Определение плотности ( ) методом гидростатического взвешивания осуществляют по результатам двух измерений массы исследуемого предмета. Сначала в воздушной среде, затем в жидкости, с известной собственной плотностью ( ). Обычно в качестве жидкости используют воду, например, дистиллированную. Первое взвешивание позволяет определить массу предмета ( ), а второе, по разности обоих взвешиваний, позволяет вычислить объём[1] :  .

Плотность исследуемого предмета вычисляется по формуле:  

Метод гидростатического взвешивания широко используется в народном хозяйстве и является одним из стандартных способов определения плотности материалов[2].

Некоторые особенности взвешиванияПравить

В зависимости от требуемой точности, гидростатическое взвешивание производят на различных весах, например, технических, аналитических, образцовых. При массовых измерениях используют менее точные весы, но обеспечивающие большую скорость, например, весы Мора, названные по имени сконструировавшего их в 1847 году, немецкого химика К. Ф. Мора (нем. K. F. Mohr)[3][4]. Используются также и современные, компьютеризированные и специально предназначенные для этой цели весы, рассчитывающие искомую плотность автоматически[5].

Применение в здравоохраненииПравить

Гидростатическое взвешивание нашло применение в медицине с целью оценки жировой прослойки тела человека, что используется, к примеру, в диагностике ожирения. При этом важно правильно, на специальном оборудовании, определить остаточный объём лёгких, который может вносить искажения полученных данных. Величина жировой прослойки рассчитывается с применением стандартных методик[6][7].

Применение для определения пробы ювелирных изделийПравить

Гидростатическое взвешивание позволяет быстро и без повреждения ювелирного изделия определить его пробу.

Для определения пробы требуется взвесить ювелирное изделие и записать его вес m1. Затем, поставить на пустые весы стаканчик с водой и обнулить показание весов. Далее, следует аккуратно на ниточке опустить ювелирное изделие в воду так, чтобы оно находилось полностью в воде, но не касалось дна и стенок и снова записать показание весов m2. При делении m1 на m2 получится значение, которое, согласно таблице ниже, позволяет определить пробу ювелирного изделия.

Таблица для определения пробы изделия
m1/m2 проба металл
11,54-11,56 375 золото
12,50-14,00 585 золото
14,50-17,50 750 золото
10,28 875 серебро
10,36 925 серебро

Например: при взвешивании золотого кольца весы показали его вес m1=2,171 гр. При взвешивании этого же кольца в воде весы показали m2=0,165 гр. При делении m1 на m2 получили 2,171/0,165=13,1. Согласно таблице перед нами кольцо 585 пробы.

Следует заметить, что данный метод не сработает с полыми изделиями или изделиями состоящими из нескольких материалов (например, кольцо с драгоценным камнем).

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Гаузнер С. И., Кивилис С. С., Осокина А. П., Павловский А. Н. Измерение массы, объёма и плотности. М.: Изд-во Стандартов, 1972. −623 с.
  2. ГОСТ 15139-69 Методы определения плотности (объемной массы). Дата обращения: 15 августа 2014. Архивировано 19 августа 2014 года.
  3. Гидростатические весы. // Сайт museum.vzvt.ru. Дата обращения: 22 сентября 2016. Архивировано 23 сентября 2016 года.
  4. Мора весы — статья из Большой советской энциклопедии
  5. Гидростатическое взвешивание. Определяем плотность образцов. // Сайт Novo-massa.ru. Дата обращения: 15 августа 2014. Архивировано 19 августа 2014 года.
  6. Siri, SE (1961), Body composition from fluid spaces and density: analysis of methods, in Brozek J, Henschel A, Techniques for measuring body composition, Washington, DC: National Academy of Sciences, National Research Council, с. 223–34 
  7. Brozek J, Grande F, Anderson JT, Keys A (September 1963), [www.blackwell-synergy.com/openurl?genre=article&sid=nlm:pubmed&issn=0077-8923&date=1963&volume=110&spage=113 Densitometric Analysis of Body Composition: Revision of some Quantitative Assumptions], Ann. N. Y. Acad. Sci. Т. 110: 113–40, PMID 14062375, doi:10.1111/j.1749-6632.1963.tb17079.x, <www.blackwell-synergy.com/openurl?genre=article&sid=nlm:pubmed&issn=0077-8923&date=1963&volume=110&spage=113>  (недоступная ссылка)