Объемный вес и плотность в чем разница

Объемный вес и плотность

(Слайд1G3_3)

Объемным весом осадочной породы называется вес единицы ее объема (1 см3) вместе с порами, заполненными жидкой и газо-образной фазами.

Объемный вес породы зависит как от минералогического состава, так и от пористости породы, поэтому может служить хаpaктеристикой пористости для сцементированных пород в особенности, когда состав их известен. Объемный вес пород зависит также от степени влажности.

Наиболее точно объемный вес породы определяют путем гидростатического взвешивания ее образца. Расчет объемного веса породы производится по формуле:

где у— объемный вес породы;

Рс— вес сухого образца;

Ркв— вес образца, насыщенного керосином, в воздухе;

Рк— вес образца в керосине;

Ак—удельный вес керосина.

Точность метода ±0,02.

Объемный вес абсолютно сухой породы называют кажущимся, или объемным, весом скелета.

Объемный вес породы имеет ту же размерность и единицы измерения, что и удельный вес пород. Обычно он выражается в Г/см3.

Объемный вес породы в общем случае меньше ее удельного веса, но больше удельного веса жидкой и газообразной фаз, содержащихся в породах.

Объемный вес минералов вследствие незначительной пористости пpaктически равен их удельному весу.

С глубиной залегания пород их объемный вес изменяется, обычно возрастает, что связано с уменьшением пористости пород. В особенности это относится к глинам и глинистым тонкозернистым песчаникам и алевролитам. Присутствие в породах цементов, хаpaктеризующихся высоким удельным весом, влияет на увеличение объемного веса.

Плотностью твердой (жидкой, газообразной) фазы называется отношение массы фазы к ее объему. Под плотностью породы подразумевают отношение массы породы с естественными влажностью и структурой к ее объему.

Объемной плотностью называют отношение массы сухой породы к ее объему.Плотность в системе СГС выражается в г/сма.Пpaктически плотность пород соответствует объемному весу.

Пористость

(Слайд1G3_4)

Между твердыми частицами, слагающими горные породы, в результате неполного прилегания их поверхностей друг к другу образуются промежутки различной величины — поры. Суммарный объем всех пор в единице объема, независимо от их величины и заполнения, называется пористостью породы.

Пористость породы определяется отношением норового прострaнcтва породы к ее общему объему и выражается обычно в процентах.

Пористое прострaнcтво пород определяется не только размерами и конфигурацией составляющих породу минеральных зерен, но и наличием в ней трещин, плоскостей напластования и присутствием в порах цементирующих веществ.

Пористость пород может обусловливаться как процессами седиментации, так и процессами химического растворения. В большинстве карбонатных коллекторов, к числу которых относятся известняки и доломиты, пористость является следствием растворения кальцита пластовыми водами, содержащими растворенную углекислоту. Поровые прострaнcтва таких пород представлены обычно каналами и кавернами. Осадочная (межгранулярная) пористость обусловливается наличием промежутков между отдельными зернами породы.

Величина пористости различных пород изменяется в широких пределах — от долей процента до нескольких десятков процентов. Например, пористость бакинских нефтяных песков колeблется от 18 до 52%, ставропольских газоносных алевритов и алевролитов — от 30 до 40%, волгоградских нефтяных яснополянских песчаников — от 20 до 27 %. Чаще всего пористость карбонатных пород колeблется в пределах 3—30%. Пористость глин может достигать 40—50% и выше.

Породы-коллекторы песчано-алевритового типа с пористостью меньше 5%, не содержащие трещин, разломов и каверн, обычно не представляют пpaктического значения. А. И. Леворсен (1958) приводит такую приблизительную полевую оценку пористости пород:

— пренебрежимо малая 0—5%,

— очень хорошая 20—25%.

Однако следует помнить, что не все гранулометрические типы песчано-алевритовых пород могут быть оценены по этой шкале.

(Слайд1G3_51)

В отличие от идеальной породы обломочные зерна, слагающие осадочные породы, обычно бывают разной формы. Даже хорошо окатанные обломочные зерна песчаников редко обладают правильной сферической формой. Пористость породы, состоящей из сферических зерен разной величины, может быть выше или ниже теоретической в зависимости от размеров составляющих зерен.

Теоретическая пористость агрегатов, составленных из сфер одинакового диаметра, может колeбaться от 25,96% (рис. 1) до 47,6% (рис 2). Эти пределы хорошо совпадают с пределами пористости песков, пористость которых при их естественном залегании составляет 30—50%.

Слихтер (1899 г.) указывал, что значения теоретической пористости не зависят от величины зерен. Так, пористость гравия, состоящего исключительно из зерен правильной сферической формы диаметром 2 мм, имеет то же значение, что и у глины, сложенной тоже из зерен правильной сферической формы, но диаметром 0,05 мм. Однако в обоих случаях пористость неравноценна: гравий хороший коллектор, а глина для нефти и газа пpaктически непроницаема.

И. М. Губкин (1932) указывал, что понятие «высокая пористость» обычно подразумевает обилие в породе различных отверстий, понятие же «низкая пористость» указывает не столько на отсутствие или незначительное количество пор, сколько на недостаток пор, могущих вмещать и отдавать нефть. Для накопления нефти или газа в породе или извлечения их из нее имеет значение не только относительное количество пор, но и их абсолютные размеры.

Зерна реального грунта по своей форме не являются сферическими. Наличие в породе глинистых, карбонатных и других цементирующих веществ, размеры зерен которых меньше преобладающей фpaкции песка, ведет к уменьшению пористости песчаной породы. Чем больше поверхность соприкосновения между зернами породы, тем меньше ее пористость.

Коэффициент однородности обломочных зерен различных песков нефтеносных районов СССР колeблется от 1 до 20. Чем больше коэффициент неоднородности, тем менее однороден песок, тем меньше коэффициент пористости.

(Слайд1G3_52)

Угловатые, неправильной формы зерна могут укладываться или более плотно, или более рыхло, чем сферические. В связи с этим они могут хаpaктеризоваться в том или ином случае как наименьшей, так и наибольшей пористостью по сравнению с идеально сферическими зернами. При наименьшей пористости зерна неправильной формы должны иметь одну и ту же угловатую форму и соответственно укладываться со смещением поверхностей, достигая наиболее плотной упаковки. В природных условиях довольно часто наблюдается сравнительно рыхлая укладка зерен, обладающих неправильной, угловатой формой, что отражается на величине пористости.

Поверхность соприкосновения зерен меняется в зависимости от горного давления, геометрического расположения зерен и их формы. Форма порового прострaнcтва пород более извилиста при менее окатанном и отсортированном обломочном материале.

Поры ячеистой и каналовидной формы встречаются у известняков.

Поры, близкие к ромбоидальным и тетраэдрическим, часто наблюдаются у пород с хорошо отсортированными и окатанными зернами.

Трещиновидные поры хаpaктерны для пород с жесткими связями, испытавших действие тектонических сил, процессов выветривания, кристаллизации и т. п.

Обычно с увеличением глубины залегания пласта пористость уменьшается. Особенно это относится к глинистым породам, тогда как песчаные отложения в случае давлений, не приводящих к скалыванию граней зерен породы (не более 300 кГ/см2), встречаются на относительно больших глубинах с достаточно высокой пористостью.

Общая пористость подразделяется на макропористость и микро-пористость. Под микропористостью понимаются поры размером менее 1 мм, под макропористостью поры более 1 мм.

Среди микропор выделяют поры ультpaкапиллярные (субкапиллярные) размером меньше 0,1 мк. Размеры капиллярных пор колeблются от 0,0002 до 0,1 мм. Жидкости в этих порах движутся по капиллярным законам, преодолевая силу тяжести. В субкапиллярных порах пере-движение воды под действием капиллярных сил затруднено или отсутствует, так как поры сечением менее 0,1 мк при смачивании полностью заполняются связанной водой (прочно связана со стенками пор).

Трещиновидные поры Е.М. Смеховым (Смехов и др., 1958) под-разделяются па микротрещины с раскрытостью от 0,01 до 0,1 мм и макротрещины с раскрытостью больше 0,1 мм; последние хорошо видимы невооруженным глазом. Мегапоры присущи карстовым полостям карбонатных пород.

Величина пор песчано-алевритовых пород сильно колeблется в зависимости от величины и формы зерен, плотности укладки и сцементированности обломочных зерен.

(Слайд1G3_53)

Пористая среда хаpaктеризуется рядом геометрических свойств:

— пористостью открытой (учитывающей объем только взаимосвязанного порового прострaнcтва),

— удельной внутренней поверхностью и извилистостью.

Изложение понятий о видах пористости приводится ниже.

Удельная внутренняя поверхность поровой системы определяется отношением внутренней поверхности твердой фазы породы к вмещающему объему и выражается в единицах, обратных длине.

Понятие извилистость ранее вводилось как кинематическая хаpaктеристика, равная относительной средней длине пути, пройденного жидкой частицей от одной стороны пористой среды к другой. Она выражается в безразмерных величинах.

Некоторые исследователи (Archie, 1942; Wyllie a. Spangler, 1952 и др.) считали возможным определять извилистость путем измерения электрического сопротивления, в силу того, что ток должен протекать по системе капилляров, составляющих поры. Исходя из этого, можно полагать, что извилистость должна быть такой же в случае движения частиц жидкости по системе тех же капилляров.

Кроме приведенных выше геометрических свойств, существует понятие о геометрической величине размеров пор любой пористой среды. Однако система пор пористых тел образует сложную поверхность, которую геометрически трудно представить.

В определении размера пор удобной мерой является их диаметр. Но представление о диаметре возможно в случае круглых пор, что бывает весьма редко. Помимо этого, поры вследствие того, что стенки их расходятся и сходятся, не обладают нормальным сечением. Тем не менее приближенно размер и распределение их определяют.

Виды пористости

(Слайд1G3_5)

Отношение объема пустот к общему объему породы называется пористостью. Однако в пpaктике наибольший интерес представляет взаимосвязанное поровое прострaнcтво. В связи с этим различают пористость:

4 общую, или абсолютную (полную) — kп.абс[n, mабс, m, p]

4 открытую (взаимосвязанную) — kп.о[mo, mэ, kо]

Под общей пористостью понимают пористость, хаpaктеризуемую общим объемом всех пустот породы, включая поры, каверны, трещины, связанные и не связанные между собой.

Удельный вес

Среди множества параметров, хаpaктеризующих свойства материалов существует и такой как удельный вес. Иногда применяют термин плотность, но это не совсем верно. Но так или иначе эти оба термина имеют собственные определения и имеют хождение в математике, физике и множестве других наук, в том числе и материаловедении.

Определение удельного веса

Физическая величина, являющаяся отношением веса материала к занимаемому им объему, называется УВ материала.

Материаловедение ХХI века далеко ушло вперед в и уже освоены технологии, которые каких-то сто лет назад считались фантастикой. Эта наука может предложить современной промышленности сплавы, которые отличаются друг от друга качественными параметрами, но и физико-техническими свойствами.

Для определения того, как некий сплав может быть использован для производства целесообразно определить УВ. Все предметы, изготовленные с равным объемом, но для их производства был использованы разные виды металлов, будут иметь разную массу, она находится в четкой связи с объемом. То есть отношение объема к массе это есть некое постоянное число, хаpaктерная для этого сплава.

Для расчета плотности материала применяют специальную формулу, имеющую прямую связь с УВ материала.

Кстати, УВ чугуна, основного материала для создания стальных сплавов, можно определить весом 1 см 3 , отраженного в граммах. Тем больше УВ металла, тем тяжелее будет готовое изделие.

Читать еще:  Швеллер обозначение по гост

Формула удельного веса

Формулу расчета УВ выглядит как отношение веса к объему. Для подсчета УВ допустимо применять алгоритм расчета, который изложен в школьном курсе физики.
Для этого необходимо использовать закон Архимеда, точнее определение силы, которая является выталкивающей. То есть груз с некоей массой и при этом он держится на воде. Другими словами на него влияют две силы – гравитации и Архимеда.

Формула для расчета архимедовой силы выглядит следующим образом

F=g×V,

где g – это УВ жидкости. После подмены формула приобретает следующий вид F=y×V, отсюда получаем формулу УВ груза y=F/V.

Разница между весом и массой

В чем состоит разница между весом и массой. На самом деле в быту, она не играет ни какой роли. В самом деле, на кухне, мы не делаем развития между весом курицы и ее массой, но между тем между этими терминами существуют серьезные различия.

Эта разница хорошо видна при решении задач, связанных с перемещением тел в межзвездном прострaнcтве и ни как имеющим отношения с нашей планете, и в этих условиях эти термины существенно различаются друг от друга.
Можно сказать следующее, термин вес имеет значение только в зоне действия силы тяжести, т.е. если некий объект находиться рядом с планетой, звездой и пр. Весом можно называть силу, с которой тело давит на препятствие между ним и источником притяжения. Эту силу измеряют в ньютонах. В качестве примера можно представить следующую картину — рядом с платным образованием находиться плита, с расположенным на ее поверхности неким предметом. Сила, с которой предмет давит на поверхность плиты и будет весом.

Масса тела напрямую связана с инерцией. Если детально рассматривать это понятие то можно сказать, что масса определяет размер гравитационного поля создаваемого телом. В действительности, это одна из ключевых хаpaктеристик мироздания. Ключевое различие между весом и массой заключается в следующем — масса не зависит от расстояния между объектом и источником гравитационной силы.

Для измерения массы применяют множество величин – килограмм, фунт и пр. Существует международная система СИ, в которой применяют привычные, нам килограммы, граммы и пр. Но кроме нее, в многих странах, например, Британских островах, существует собственная система мер и весов, где вес измеряют в фунтах.

Разница между удельным весом и плотностью

УВ – что это такое?

Удельный вес – это есть отношение веса материи к его объему. В международной системе измерений СИ его измеряют как ньютон на кубический метр. Для решения определенных задач в физике УВ определяют следующим образом – насколько обследуемое вещество тяжелее, чем вода при температуре 4 градусов при условии того, что вещество и вода имеют равные объемы.

По большей части такое определение применяют в геологических и биологических исследованиях. Иногда, УВ, рассчитываемый по такой методике, называют относительной плотностью.

В чем отличия

Как уже отмечалось, эти два термина часто путают, но так как, вес напрямую зависим от расстояния между объектом и гравитационным источником, а масса не зависит от этого, поэтому термины УВ и плотность различаются между собой.
Но необходимо принять во внимание то, что при некоторых условиях масса и вес могут совпадать. Измерить УВ в домашних условиях пpaктически невозможно. Но даже на уровне школьной лаборатории такую операцию достаточно легко выполнить. Главное что бы лаборатория была оснащена весами с глубокими чашами.

Предмет необходимо взвесить при нормальных условиях. Полученное значение можно будет обозначить как Х1, после этого чашу с грузом помещают в воду. При этом в соответствии с законом Архимеда груз потеряет часть своего веса. При этом коромысло весов будет перекашиваться. Для достижения равновесия на другую чашу необходимо добавить груз. Его величину можно обозначить как Х2. В результате этих манипуляций будет получен УВ, который будет выражен как соотношение Х1 и Х2. Кроме вещества в твердом состоянии удельных можно измерить и для жидкостей, газов. При этом замеры можно выполнять в разных условиях, например, при повышенной температуре окружающей среды или пониженной температуры. Для получения искомых данных применяют такие приборы как пикнометр или ареометр.

Единицы измерения удельного веса

В мире применяют несколько систем мер и весов, в частности, в системе СИ УВ измеряют в отношении Н (Ньютон) к метру кубическому. В других системах, например, СГС у удельного веса используется такая единица измерения д(дин) к сантиметру кубическому.

Металлы с наибольшим и наименьшим удельным весом

Кроме того, что понятие удельного веса, применяемое в математике и физике, существуют и довольно интересные факты, например, об удельных весах металлов из таблицы Менделеева. если говорить о цветных металлах, то к самым «тяжелым» можно отнести золото и платину.

Эти материалы превышают по удельному весу, такие металлы как серебро, свинец и многие другие. К «легким» материалам относят магний с весом ниже чем у ванадия. Нельзя забывать и радиоактивных материалах, к примеру, вес урана составляет 19,05 грамм на кубический см. То есть, 1 кубический метр весит 19 тонн.

Удельный вес других материалов

Наш мир сложно представить без множества материалов, используемых в производстве и быту. Например, без железа и его соединений (стальных сплавов). УВ этих материалов колeблется в диапазоне одной – двух единиц и это не самые высокие результаты. Алюминий, к примеру, обладает низкой плотностью и малым удельным весом. Эти показатели позволили его использовать в авиационной и космической отраслях.

Удельный вес металлов

Медь и ее сплавы, обладают удельным весом сопоставимый со свинцом. А вот ее соединения – латунь, бронза легче других материалов, за счет того, в них использованы вещества с меньшим удельным весом.

Как рассчитать удельный вес металлов

Как определить УВ — этот вопрос часто встает у специалистов занятых в тяжелой промышленности. Эта процеДypa необходима для того, что бы определить именно те материалы, которые будет отличаться друг от друга улучшенными хаpaктеристиками.

Одна из ключевых особенностей металлических сплавов заключается в том, какой металл является основой сплава. То есть железо, магний или латунь, имеющие один объем будут иметь разную массу.

Плотность материала, которая рассчитывается на основании заданной формулы имеет прямое отношение к рассматриваемому вопросу. Как уже отмечено, УВ – это соотношение веса тела к его объему, надо помнить, что эта величина может быть определена как силу тяжести и объема определенного вещества.

Для металлов УВ и плотность определяют в той же пропорции. Допустимо использовать еще одну формулу, которая позволяет рассчитать УВ. Она выглядит следующим так УВ (плотность) равна отношению веса и массы с учетом g, постоянной величины. Можно сказать, что УВ металла может, носит название веса единицы объема. Дабы определить УВ необходимо массу сухого материала поделить на его объем. По факту, эта формула может быть использована для получения веса металла.

Кстати, понятие удельного веса широко применяют при создании металлических калькуляторов, применяемых для расчета параметров металлического проката разного типа и назначения.

УВ металлов измеряют в условиях квалифицированных лабораторий. В пpaктическом виде этот термин редко применяют. Значительно чаще, применяют понятие легкие и тяжелые металлы, к легким относят металлы с малым удельным весом, соответственно к тяжелым относят металлы с большим удельным весом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Удельный и объемный вес

Плотность, удельный и объемный вес [c.180]

Различие между удельным весом, плотностью и объемным весом заключается в том, что удельный вес выражается отношением веса максимально уплотненного материала к его объему, а объемный вес— отношением веса материала к его объему со всеми порами, газовоздушными включениями, трещинами и т.д. У абсолютно плотных тел величины удельного и объемного веса совпадают. [c.181]

Существует несколько методов определения удельного и объемного весов. [c.80]

Требования к песку, применяемому для производства силикатного кирпича, несколько отличаются от требований к песку, применяемому для строительных растворов и бетонов. Оценка качества песка и установления его пригодности для производства силикатного кирпича производится по химическому и минералогическому и зерновому составу, по цвету песка, по содержанию глинистых веществ, удельному и объемному весу песка в рыхлом и в уплотненном состоянии, по форме и хаpaктеру поверхности песчинок. [c.434]

Данные о газопроницаемости илн поверхности исходного материала, определенной, например, из адсорбционных измерений или по соотношению между удельным и объемным весами материала, не могут служить надежным средством для оценки 8 , так как ее величина меняется в процессе реагирования Более точными являются измерения, производимые в процессе реагирования [59, 115]. Оценка величины S производится также и неносредственно из кинетики данной реакции. Для частицы малых размеров сферической формы радиусом г активная глубина проникновения реакции может быть принята [c.123]

Плотность материалов связана с объемом пор, выраженным в процентах от объема материала, т. е. с пористостью. Чем больше пористость, тем меньше плотность. Пористость материала можно выразить численной величиной через удельный и объемный веса данного материала. Возьмем 100 объемных единиц какого-либо пористого материала. Обозначим через йо его объемный вес, через й удельный вес плотного вещества, из которого состоит пористый материал, и через Р пористость материала. Тогда весовое количество плотного вещества, содержащегося в 100 объемных единицах пористого материала, можно выразить уравнением [c.24]

С помощью химических показателей устанавливают химический состав материалов и изделий и их отношение к действию некоторых химических реагентов, связанному с условиями использования этих материалов и изделий. Например, при оценке малярных пигментов и красок нужно знать их химический состав. чтобы правильно судить о их назначении — отношению к действию щелочей, кислот и т. п, С помощью физических показателей определяют нормативы выше разобранных физических свойств — удельного и объемного весов, влажности, термических, оптических, механических и других свойств (см. стр. 23). [c.84]

Часто определяют физические и водные свойства почвы влажность, удельный и объемный вес, скважность. Эти показатели необходимы для вычисления запаса влаги в почве, дефицита ее, установления поливных норм. [c.467]

Для непористых материалов величины удельного и объемного весов совпадают. [c.174]

Плотными материалами называются такие, у которых удельный и объемный веса одинаковы. [c.57]

Вес и объем продуктов. В холодильной технологии имеют значение удельный и объемный вес и удельный объем. [c.17]

Часто оцределяют физические и водные свойства почвы влажность, удельный и объемный вес, скважность. По этим показателям вычисляют запас влаги в почве, дефицит ее, устанавливают поливные нормы. [c.477]

Основными свойствами материалов, применяемых для производства антикоррозийных работ, являются удельный и объемный вес, пористость, водопоглощение, проницаемость, механическая прочность, хрупкость, пластичность, морозостойкость, термостойкость и, что является главнейшим качеством материала, химическая стойкость (кислотоупopность). [c.23]

Читать еще:  Эластичный строп для чего

Плотность и пористость. Плотными материалами называют такие, у которых удельные и объемные веса одинаковы. К их числу относятся пластические массы, стеклянные и диабазовые плитки и некоторые другие. Большинство химически стойких материалов в той или иной степени содержит пустоты, и поэтому их называют пористыми материалами. Для [c.24]

Удельный и объемный веса и пористость. Объемным весом сухого материала называется отиошение веса материала, высушенного до постоянного веса, [c.90]

Наряду с составом, размерностью кусков при определении достоинства сырья важны и другие его свойства, например твердость, удельный и объемный вес, теплопроводность, вязкость и др. Все перечисленные свойства определяют разработку схем, технологию процесса и конструирование аппаратов. [c.26]

Удельный и объемный вес ядохимикатов, используемых на авиационно-химических работах [c.183]

Для того чтобы пользоваться формулой (И, 73), нужно знать средний диаметр пор h и число пор на единицу площади N. Для вычисления этих двух неизвестных величин можно воспользоваться любыми двумя легко доступными экспериментальному определению и связанными с ними величинами. В качестве последних можно взять либо газопроницаемость и полную поверхность (определенную из адсорбционных измерений), либо газопроницаемость и пористость (определенную по соотношению между удельным и объемным весом). [c.100]

Величину общей скважности обычно вычисляют по соотношению удельного и объемного весов почвы. Если обозначить через О удельный, а через с1 об1 емный вес почвы, то отношение даст объем, занимаемый твердыми частицами в единице объема почвы. Разность между единицей и объемом, занимаемым твердыми частицами почвы, [c.160]

Плотными материалами называют такие, у которых удельный и объемный вес одинаковы. Большинство химически стойких материалов содержат в себе пустоты, т. е. являются пористыми. Для определения пористости материала вначале определяют его плотность (объемный вес делят на удельный) и выражают ее в процентах. Полученную величину вычитают из показателя абсолютной плотности материала, принятой за 100. Более плотный материал обладает незначительной проницаемостью по сравнению с пористыми материалами. [c.26]

В силикатных материалах часто не все поры открыты. Объем закрытых пор опытным путем установить невозможно. Поэтому истинную пористость материала (Яист.) вычисляют из значений его удельного и объемного весов [c.325]

Разумеется, для технологии имеют значение не только состав и размеры кусков сырья, но и другие физические свойства твердость, удельный и объемный вес, вязкость, теплопроводность и др. Эти свойства нередко играют весьма большую роль при выборе схемы технологического процесса и конструировании соответствующей аппаратуры. [c.93]

В табл. 9 приведены значения удельного и объемного весов различных волокон и нитей. [c.81]

Из этих данных видно, что с увеличением содержания углерода удельный и объемный веса изменяются приблизительно синдромно. Они уменьшаются до минимума при С = 86%. Это объясняется снижением содержания кислорода, который тяжелее углерода и водорода. Затем, вследствие уплотнения молекулярной структуры угля удельный и объемный веса увеличиваются. В этой области они почти пропорциональны содержанию водорода. Особенно резкое увеличение начинается при С = 91%, это обусловлено формированием карбоидной структуры. Прямой связи с выходом летучих веществ в этом случае нет. Но при низких и высоких степенях метаморфизма пористость значительно больше, чем при средних. Для типичных каменных углей (витри-нитов) минимум ее составляет 0,046 мл1мл для бурых углей и антрацитов максимум составляет около 0,08 мл1мл. Для дальнейшего рассуждения следует обратить внимание иа то, что минеральные угли имеют очень небольшую пикнометрическую пористость. [c.27]

В зависимости от состава, а также от температуры и длительности обжига удельный вес обожженной извести может колeбaться в пределах 3,1—3,4 Псм . Объемный вес извести-кипелки в зависимости от ее состава, режима обжига, плотности укладки и размеров кусков сырья колeблется в пределах 800—1200 кГ/м . Чем дольше известь обжигается и чем выше температура обжига, тем больше удельный и объемный вес получаемого продукта. Объемный вес рых-лонасьшанной пушонки составляет в среднем 400—450 кГ/м , а уплотненной — 500—700 кПм . Вес 1 м известкового теста 1300—1400 кг. Из 1 ж кипелки получается 1,5—2,4 м теста. [c.100]

Для из5П1ения физико-механических свойств профиля определяют во всех генетических горизонтах механический и микроагрегатный состав, удельный и объемный вес, полную и полевую (или кайиллярную) влагоемкос1и и максимальную гигроскопичность. Для верхних горизонтов почвы проводят агрегатный анализ. [c.193]

Хаpaктеристика физических и водных свойств почвы проводится по результатам определений удельного и объемного весов, максимальной гигроскопичности, полной и полевой (или капиллярной) влагоемкости. Приступая к изучению этих свойств, прежде всего по данным анализов производят необходимые вычисления и составляют сводную таблицу (табл. 13). Необходимо помнить, что величина скважности выражена всегда в объемных процентах, тогда как водные константы даны в весовых процентах. Для хаpaктеристики физических и водных свойств все данные необходимо пересчитать в процентах от объема почвы. Обработку данных и составление сводной таблицы проводят следующим образом. По величинам объемного и удельного весов вычисляют общую скважность в объемных процентах (способ вычисления дан на стр. 160). Затем расчлeняют полевую влагоемкость на влагу, недоступную и доступную для растений. Доступная для растений влага до терминологии Н. А. Качинского называется активной влагой и составляет лишь часть полевой влагоемкости, [c.200]

Основное оборудование Л. с. состоит из машин и приборов для механич. испытаний строительных материа- пов, деталей и конструкций (универсальные машины, прессы и т. п.) приборов для определения физико-хи-мич. свойств строительных материалов (сроков схватывания вяжущих, удельного и объемного веса, теплопроводности, водо- и газопроницаемости, температуры размягчения, вязкости и др.). Вспомогательное оборудование Л. с. машины и приспособления для приготовления лабораторных образцов (лабораторные бетономешалки и растворомешалки, дробильные и помольные механизмы, формы и пр.) нагревательные и холодильные установки (муфельные печи, холодильные шкафы, морозильные устаповки и др.) контрольно-измерительная аппаратура, приборы и инструменты (осциллографы, тензометры, индикаторы, микроскопы и др.) шбораторная посуда (колбы, пробирки). С развитием. 1абораторной техники Л, с. используют и новейшее оборудование (ультразвуковые дефектоскопы, гамма-установки для определения плотности материалов, ультразвуковые установки для измерения прочности бетона, приборы и оборудование для автоматич. регулирования ааданпого процесса и др.). [c.385]

Для правильного выбора типа установки пневмотрaнcпорта необходимо знать физико-механические свойства материадов состав по крупности obтaii 110 скорости витания удельний и объемный веса влажность форму частиц твердость абразивность липкость комкуемость пористость. [c.18]

Таким образом, газообразная фаза почвы оказывает существенное влияние на водный режим растений. Это влияние усиливается или ослабевает в зависимости от других свойств почвы, в частности от состава и физического состояния твердой фазы. Так, например, в почвах с высоким удельным и объемным весом, т. е. в плотных почвах с высоким содержанием тонкодисперсной фpaкции (частиц с диаметром меньше 0,01 мм) и малой степенью гумусирования горизонтов, отрицательное влияние углекислоты на проницаемость клеток корня для воды усугубляется недостатком кислорода в почвах с хорошо выра- [c.96]

Смотреть страницы где упоминается термин Удельный и объемный вес: [c.243] [c.146] [c.6] [c.7] Смотреть главы в:

Объемный вес и плотность в чем разница

Под плотностью понимается отношение массы сплошного тела к его объему, измеряемое обычно в г/см 3 .

Объёмный вес для пористых тел (дли сыпучих материалов, например, пресспорошков — «насыпной вес») — отношение массы тела к его полному (включая объем пор) объему. Объемный вес также измеряется обычно в г/см 3 .

Из этих определений вытекает, что различие между объемным весом и плотностью определяется наличием в твердом материале пор. Поэтому в технической пpaктике используют понятие объемного веса лишь для материалов с большой пористостью, таких как бумага, пенопласт и т. п.

Если обозначить m — массу Образца; V — объем образца (включая объем пор); V_П — объем пор в образце; D – плотность сплошного вещества; D ₁ — объемный вес, то получим соотношения:

Полная пористость материала, г. е. отношение объема пор к полному объему:

может быть определена точным измерением объема целого образца и того же образца, измельченного в тонкий порошок; разность обоих объемов, отнесенная к объему целого образца, дает величину П.

Для точных измерений плотности применяют ряд методов: для определения плотности твердых тел — метод гидростатического взвешивания и метод пикнометра, которые дают точность до пятого знака, а при особо тщательных измерениях — до шестого знака; для определения плотности жидкостей — методы ареометра (точность до третьего или четвертого знака), гидростатического
взвешивания (точность при употрeблении аналитических весов – до шестого знака, а при упрощенных измерениях с весами Вестфаля-Мора — до третьего знака) н пикнометра (точность до шестого знака).

При определении плотности с помощью пикнометра и гидростатического взвешивания можно определить плотность только твердых тел, не реагирующих с водой и не растворяющихся в ней.

Ареометр. Ареометр — узкий стеклянный поплавок, в нижней части которого находится груз, а в верхней части – шкала. Ареометр не должен касаться стенок сосуда, в который залита испытуемая жидкость. Погружать ареометр следует осторожно, чтобы часть его, выступающая из жидкости, не была смочена. Когда ареометр плавает в жидкости, то отсчет по шкале, совпадающей с верхним краем мениска жидкости, дает значение плотности.

Метод гидростатического взвешивания. Метод основан на уменьшении веса твердого тела, погруженного в жидкость, в соответствии с законом Архимеда.

Метод гидростатического взвешивания обладает простотой и быстротой выполнения измерения. Его погрешность при достаточно высокой точности поддержания температуры жидкости и образца не превышает 0.1 %. Погрешность взвешивания не должна превосходить ±0.2 мг при массе образца от 0.2 до 5.0 г.

Если метод применяется к жидкостям, к крючку чашки аналитических весов подвешивают на тонкой проволочке стеклянный «поплавок» с термометром и определяют веса: поплавка в воздухе G ₁ ; поплавка, погруженного в дистиллированную воду G ₂ ; поплавка, погруженного в испытуемую жидкость G ₃ .

Искомая плотность вычисляется по формуле:

При измерении плотности твердых тел по методу гидростатического взвешивании испытуемый образец подвешивают к крючку чашки аналитических весов на тонкой проволочке и определяют веса: образца в воздухе G ; образца, погруженного в дистиллированную воду G ₁ .

Затем снимают образец с проволочки и определяют вес g проволочки, которая должна быть погружена в воду приблизительно на ту же глубину, что и при предыдущем взвешивании.

Плотность рассчитывается по формуле:

При массовом измерении плотности жидкостей методом гидростатического взвешивания применяют специальные коромысловые гидростатические весы (весы Вестфаля—Мора); их устройство показано на рис. 1.

Рис. 1. Гидростатические весы (весы Вестфаля—Мора).

Они состоят из короткого плеча 1, заканчивающегося острием 6, и длинного плеча 2, на котором нанесены 10 вырезов, соответствующие 10 равным частям коромысла. На десятом вырезе с помощью крючка 3 подвешен
стеклянный поплавок 5 с термометром. При равновесии весов острие короткого плеча останавливается против неподвижного острия 7. Массы плеч коромысел и поплавка отрегулированы так, что весы находятся в равновесии, если поплавок находится в воздухе. К весам прилагается набор разновесов в виде рейтеров (А, А, В и С). Рейтеры А (с ушком) и А имеют одинаковую массу, равную массе дистиллированной воды в сосуде 4, объем которой численно равен объему поплавка (температура 15 0 С). Если поплавок погрузить в воду с температурой 15 °С и одновременно на крючок 3 повесить рейтер А, как показано на рис. 1. то равновесие весов не нарушится. Груз В в 10 раз, а груз С в 100 раз легче груза А (или А). Испытуемую жидкость с температурой 15°С заливают в сосуд и погружают в нее поплавок 5. Если жидкость легче воды, то рейтер А не используется; рейтеры А, В и С располагают в вырезах коромысла так, чтобы весы пришли в равновесие. Относительная плотность жидкости ρ₁₅ находится как сумма следующих произведений: номера выреза, в котором находится рейтер А, на коэффициент 0.1; номера выреза с рейтером В на коэффициент 0.01 и номера выреза с рейтером С на коэффициент 0.001. Если испытуемая жидкость тяжелее воды, то определение плотности ведется таким же образом, но на крючок 3 вешается рейтер А и перед запятой в значении ρ₁₅ ставится цифра 1 вместо цифры 0.

Читать еще:  Производство стали конверторный способ

Пикнометрический метод определения плотности является более точным, но и более трудоемким по сравнению с предыдущим методом. Он основан на сравнении масс образца и дистиллированной воды того же объема. Пикнометр представляет собой сосуд строго определенной вместимости, в который заливают испытуемую жидкость до обозначенной метки; в некоторых пикнометрах имеется особая пробка для удаления избытка жидкости. Емкость жидкости от 1 до 100 см 3 . При определении плотности твердого материала образцы должны иметь массу от 1 до 5 г. Производятся три взвешивания: испытуемого образца в воздухе М, пикнометра, наполненного жидкостью известной плотности М’, и пикнометра, наполненного той же жидкостью с погруженным в нее образцом М». Уровень жидкости и ее температура в обоих случаях должны быть строго одинаковыми. Погрешность при определении массы не должна превышать 0.2 мг. Искомая плотность при 20 °С:

Если пикнометр применяют для определения плотности жидкости, то путем взвешивания на точных аналитических весах находят: массу пустого пикнометра М₁, массу пикнометра, залитого дистиллированной водой М₂, массу пикнометра, залитого испытуемой жидкостью М₃. Плотность жидкости при 20 0 С:

Если определение плотности производится при t ≠20 o C , то в приведенные выше формулы вместо ρ 20 _{H 20} подставляют ρ t _{H 20} — плотность воды при этой температуре (ρ 20 _{H 20} = 998.20 кг/м 3 ; ρ 23 _{H 20} = 997.55 кг/м 3 и ρ 27 _{H 20} =996.52 кг/м 3 ).

Чем отличается плотность от удельного веса?

Для ответа на заданный вопрос никак не обойтись без чёткого знания самих определений — с этого и начнём.

Что есть плотность

В первом приближении определение плотности кажется простым и понятным: плотность есть скалярная физическая величина (хаpaктеристика вещества), задаваемая как отношение собственной массы тела к общему объёму, этим телом занимаемому. Однако намётанный глаз сразу подметит «скользкое» место, а именно: о каком именно состоянии тела идёт речь, насколько оно однородно? Действительно, газ или жидкость (с некоторыми ограничениями) — тела в бытовом понимании по сути своей изотропные (то есть с хаpaктеристиками, одинаковыми в пределах интересующего физического объёма и не зависящими от выбранного направления в этом объёме), однако как быть с твёрдыми телами?

В предельном случае это можно продемонстрировать на твёрдом сыпучем материале, где в одном общем объёме находятся и частички самого материала, и пустоты между ними (хорошо учившие физику в школе попутно возразят, что примерно такую же картину можно получить и с газами/жидкостями, если начать «дробить» их до молекулярного/атомного уровня). Поэтому вышеприведённое определение подразумевает среднюю (иначе — усреднённую) хаpaктеристику тела для выбранного хаpaктеристического размера, а для сыпучих тел отдельно вводятся понятия «истинной плотности» (усреднённая хаpaктеристика, рассчитываемая только по фактическому объёму самих частиц) и «насыпной плотности» (расчётная хаpaктеристика для сыпучего материала с учётом всех его пустот — но без дополнительного уплотнения).

Перед переходом ко второму интересующему определению не лишним будет напомнить, что также существует и иногда пpaктически используется на производстве термин «удельная плотность«, задаваемый как отношение плотности интересующего объекта к плотности вещества-эталона (для газов и жидкостей таковыми эталонами типично служат вода и воздух). Для оперирования удельной плотностью важно, чтобы и объект, и эталон находились при одинаковой температуре/давлении (причина в том, что в различных системах измерений эти «стандартные величины» могут браться за условную «точку отсчёта» по-разному).

Что есть удельный вес

Под удельным весом понимается векторная физическая величина, определяемая как отношение веса тела (веса его вещества) к занимаемому телом объёму. Иначе говоря, удельный вес численно равен произведению между ускорением свободного падения и плотностью вещества (на всякий случай напомним, что вес тела — это сила действия тела на опору/подвес либо иное его крепление в гравитационном поле).

Изредка также используется не имеющее отношения к вышеуказанному частное определение, где под удельным весом понимается безразмерное число, указывающее, во сколько раз интересующая субстанция тяжелее воды (в условиях её максимальной плотности, при 4 °C) при равном объёме.

Помимо привычной бытовой неразберихи в виде отождествления массы и веса, применительно к рассматриваемому случаю нужно упомянуть ошибочное отождествление, вытекающее из использования похожей размерности в технической системы единиц МКГСС, где удельный вес задаётся как [килограмм-сила / метр кубический] (кгс/м³).

Различия между удельным весом/плотностью

Из сказанного выше видно, что исключительно мнимая схожесть плотности и удельного веса порождается минимум двумя факторами: общей похожестью построения их определений и типичным ошибочным бытовым отождествлением веса и массы. Плотность и удельный вес — это кардинально различающиеся понятия.

Вот их наиболее важные отличия, которые следует знать (помимо определений):

1. Удельный вес (как, впрочем, и любая сила вообще) — векторная физическая величина, а плотность — скалярная физическая величина и хаpaктеристика вещества.
2. Плотность как хаpaктеристика вещества при прочих равных условиях неизменна от места проведения измерения — а удельный вес сильно зависит даже от смены расположения места измерения в пределах Земли (например, из-за вариаций ускорения свободного падения между экваториальными и приполярными зонами), тем более — при наличии существенных внешних ускорений.
3. Единицы измерения (в используемых системах СИ/СГС) в обоих случаях полностью различны: для плотности — [килограмм / метр кубический] либо [грамм / сантиметр кубический], а для удельного веса — [ньютон / метр кубический] либо [дин / сантиметр кубический].

Плотность и удельный вес грунта

Учитывая, что грунт представляет собой сложную дисперсную среду, состоящую из минеральных твердых частиц и порового прострaнcтва, заполненного в самом общем плане водой (поро-вой жидкостью) и воздухом, понятие плотности как физической величины также является сложным и приобретает определенность только в том случае, если указывается точно, о плотности каких фаз грунта идет речь.

Плотность частиц грунта ρ_s представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта m_s (исключая массу воды в его порах) к его объему V:

Обычно в качестве единицы измерения плотности частиц грунта применяют следующие единицы: кг/м 3 , г/см 3 , т/м 3 и т.д.

Плотность частиц грунтов зависит от их минерального состава и присутствия органических и органоминеральных веществ, поэтому она представляет собой средневзвешенную плотность этих частей грунта.

Плотность частиц отдельных видов дисперсных грунтов имеет следующие значения: пески — 2,65. 2,67 т/м 3 ; супеси — 2,68. 2,72 т/м 3 ; суглинки — 2,69. 2,73 т/м 3 ; глины 2,71 . 2,76 т/м 3 ; торфы 1,50. 1,80 т/м 3 .

Плотность влажного грунта ρ_w представляет собой отношение массы влажного грунта m_w к его объему V_w:

Плотность сухого грунта ρ_d представляет собой отношение массы сухого грунта m_d (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему, который включает в себя объем имеющихся в этом грунте пор:

Эти параметры используются для хаpaктеристики физических свойств грунтов и в динамических расчетах оснований сооружений.

Для инженерных геотехнических расчетов, связанных, в частности, с определением природного давления и давления засыпки на подпopные стенки, используется не хаpaктеристика плотности грунта, а хаpaктеристика его удельного веса, представляющего собой отношение веса грунта к занимаемому им объему и измеряемого в Н/м 3 , кН/м 3 , мН/м 3 (система СИ).

Удельный вес частиц грунта γ_s — отношение веса сухого грунта к объему его твердой части.

Удельный вес влажного грунта γ_w — отношение веса влажного грунта ко всему занимаемому этим грунтом объему.

Удельный вес сухого грунта γ_d — отношение веса сухого грунта (скелета) к занимаемому этим грунтом объему, включая поры.

Плотность и удельный вес связаны между собой несложным соотношением. Так, при значении плотности частиц грунта р_s = 2,71 т/м3, удельный вес частиц этого же грунта γ_s = 10 р_s = 27,1 кН/м 3 .

Определение удельного веса состоит из двух основных операций: определения объема некоторого количества грунта и определения веса этого объема грунта.

Определение объема образца (монолита) непористой скальной породы осуществляется путем погружения образца в воду и определения объема вытесненной при этом воды.

Определение объема образца глинистого грунта путем непосредственного погружения его в воду невозможно, существует реальная опасность, что глинистый образец либо распадется, либо разбухнет, поглощая воду. Поэтому образец глинистого грунта перед погружением в воду предварительно парафинируют, т.е. покрывают его слоем не пропускающего воду парафина. При парафинировании следует избегать возможного защемления воздуха (пузырьков) между грунтом и парафином.

Далее опыт проводят обычным образом, описанным ранее. Для определения объема чистого грунта необходимо из найденного общего объема запарафинированного грунта вычесть объем, занятый парафином. Объем парафина легко определяется взвешиванием образца до и после парафинирования и учетом удельного веса самого парафина, обычно близкого к 9 кН/м 3 .

Удельный вес значительных по размеру монолитов связных грунтов определяется с достаточной точностью путем непосредственного измерения монолита, которому придали правильную геометрическую форму, например цилиндрическую, и его последующего взвешивания. На пpaктике для определения удельного веса влажного (и сухого) грунта часто используется металлическое кольцо с заостренным режущим краем диаметром до 15 см и высотой до 5. 10 см. Для отбора пробы кольцо вдавливается в грунт. Объем образца в данном случае определяется внутренним объемом цилиндра.

Удельный вес влажных глинистых грунтов обычно составляет 19,5. 21,0 кН/м 3 . Удельный вес сухих несвязных сыпучих грунтов обычно колeблется от 15,8 до 16,5 кН/м3.

Объем несвязных песчаных грунтов определяют в двух состояниях: наиболее рыхлом и наиболее плотном. Определение ведется путем укладки песка в мерную емкость, причем пески испытываются в сухом виде или под водой. Требуемая максимальная рыхлость песка достигается осторожным его насыпанием в емкость, a предельная плотность — путем тщательного его штыкования до постоянства массы или путем помещения емкости с песком на вибростол.