تعیین خواص سیالات

هدف آزمایش شماره ۱ در بخش اول به دست آوردن وزن مخصوص سیالات و ارائه شیوه ای است که به کمک آن بتوان وزن مخصوص هر سیالی را به دست آورد.

ابتدا لازم است چند تعریف اساسی ارائه شود و بعد ادامه مطالب پی گیری گردد

جرم مخصوص: جرم مخصوص در واقع جرم واحد حجم است و برای یافتن آن در یک نقطه باید یعنی جرم اطراف آن نقطه را بر ، حجم آن تقسیم کرده و حجم را به سمت نقطه مورد نظر میل دهیم.     ( مقداری است که اندازه آن در مقایسه با فاصله مولکول ها بزرگ است)

وزن مخصوص: مقدار وزن واحد حجم سیال است.

(این کمیت به شتاب ثقل زمین وابسته است).

حجم مخصوص: حجم مخصوص برابر حجم واحد جرم سیال است و در واقع عکس چگالی سیال است.

چگالی مخصوص: نسبت وزن مخصوص یک ماده به وزن مخصوص آب چگالی مخصوص آن ماده می باشد.

حال رابطه اساسی که در این آزمایش از آن استفاده می گردد و در آن از مفهوم چگالی مخصوص استفاده شده است در زیر ارائه و اثبات می گردد.

فرض کنیم که یک لوله که پائین آن بسته است و قطر یکنواختی دارد در داخل آب قرار داده شود در این صورت در مورد آن رابطه زیر برقرار است.

(۱)

که در این رابطه W: وزن لوله   ، : وزن مخصوص آب.

:A مساحت مقطع خارجی لوله، L_w طولی که لوله در آب فرو می رود.

(رابطه بالا با توجه به قانون ارشمیدس به دست آمده است).

حال اگر همان لوله را در داخل سیال دیگر قرار دهیم به همان شیوه خواهیم داشت:

(۲)

L_c : طولی که لوله در سیال مورد نظر فرو می رود.

: وزن مخصوص سیال.

حال از رابطه (۱) و (۲) استفاده می کنیم:

(۳)

اگر باشد : نتیجه می گیریم

در نتیجه رابطه (۳) به صورت زیر در می آید:

با توجه به این رابطه می توان توسط هیدرومتر وزن مخصوص سیال مورد نظر را به دست آورد.

برای استفاده از رابطه بالا چون قطر هیدرومتر متغیر است باید آن را به یک قطر یکنواخت معادل تبدیل کرد و L_w و L₁ را با توجه به آن به دست آورد.

موارد بالا ما را یاری می دهد که وزن مخصوص سیالات را به دست آوریم همان گونه که می دانیم وزن مخصوص یکی از مهمترین خواص سیالات است و در اکثر محاسبات برای تعیین فشار سیالات و غیره به کار می آید و اطلاع از مقدار آن برای کار کردن با سیالات ضروری است.