Sådan måles tætheden af ​​benzin

Måling af densitet af benzin kan give dig en bedre forståelse af anvendelsen af ​​benzin til forskellige formål i forskellige typer motorer.

Væskens densitet er forholdet mellem dens masse og volumen. Del massen med dens volumen for at beregne den. For eksempel, hvis du havde 1 gram benzin, der måler 1,33 cm³ i volumen ville densiteten være:

Densiteten af ​​dieselolie i USA afhænger af dens klasse 1D, 2D eller 4D. 1D-brændstof er bedre til koldt vejr, fordi det har en lavere strømningsmodstand. 2D-brændstoffer er bedre til varmere udetemperaturer. 4D er bedre til motorer med lav hastighed. Deres tæthed er henholdsvis 875 kg / m³, 849 kg / m³ og 959 kg / m³. Den europæiske densitet af diesel i kg / m^{3 .}varierer fra 820 til 845.

Densitet af benzin kan også defineres ved hjælp af benzinets egenvægt. Specifik tyngdekraft er et objekts tæthed sammenlignet med den maksimale tæthed af vand. Den maksimale tæthed af vand er 1 g / ml ved ca. 4 ° C. Dette betyder, at hvis du kender densiteten ig / ml, skal denne værdi være benzinets specifikke tyngdekraft.

En tredje måde at beregne densitet på en gas bruger den ideelle gaslov:

hvoriPer pres,Ver volumen, n er antallet af mol,Rer den ideelle gaskonstant ogTer temperaturen på gassen. Omarrangering af denne ligning giver dignV = P / RT, hvor den venstre side er et forhold mellemnogV​.

Ved hjælp af denne ligning kan du beregne forholdet mellem antallet af mol gas, der er tilgængelig i en mængde gas, og volumenet. Antallet af mol kan derefter omdannes til masse ved hjælp af atom- eller molekylvægten af ​​gaspartiklerne. Fordi denne metode er beregnet til gasser, vil benzin i flydende form afvige meget fra resultaterne af denne ligning.

Vej en gradueret cylinder ved hjælp af en metrisk skala. Registrer dette beløb i gram. Fyld cylinderen med 100 ml benzin og vej den i gram med skalaen. Træk cylinderens masse fra cylinderens masse, når den indeholder benzin. Dette er benzinens masse. Del dette tal med volumen, 100 ml, for at få tætheden.

Når du kender ligninger for densitet, specifik tyngdekraft og den ideelle gaslov, kan du bestemme, hvordan densitet varierer som funktion af andre variabler såsom temperatur, tryk og volumen. Ved at foretage en række målinger af disse størrelser kan du finde ud af, hvordan densiteten varierer som følge af dem eller hvordan densitet varierer som et resultat af en eller to af disse tre mængder, mens den eller de andre mængder holdes konstant. Dette er ofte praktisk til praktiske anvendelser, hvor du ikke kender al information om hver enkelt gasmængde.

Husk, at ligninger som den ideelle gaslov måske kan fungere i teorien, men i praksis tager de ikke højde for gasserne i praksis. Den ideelle gaslov tager ikke højde for gaspartiklernes molekylære størrelse og intermolekylære attraktioner.

Fordi den ideelle gaslov ikke tager højde for størrelsen på gaspartiklerne, er den mindre nøjagtig ved lavere gasdensiteter. Ved lavere tætheder er der større volumen og tryk, således at afstanden mellem gaspartikler bliver meget større end partikelstørrelse. Dette gør partikelstørrelsen mindre afvigende fra de teoretiske beregninger.

Intermolekylære kræfter mellem gaspartiklerne beskriver kræfterne forårsaget af forskelle i ladning og struktur mellem kræfterne. Disse kræfter inkluderer dispersionskræfter, kræfter mellem dipolerne eller ladningerne af atomer blandt gaspartiklerne. Disse skyldes atomernes elektronladninger afhængigt af, hvordan partiklerne interagerer med deres omgivelser blandt ikke-ladede partikler, såsom ædelgasser.

Dipol-dipolkræfter er derimod de permanente ladninger på atomer og molekyler, der anvendes blandt polære molekyler såsom formaldehyd. Endelig beskriver hydrogenbindinger et meget specifikt tilfælde af dipol-dipolkræfter, hvor molekyler har hydrogenbundet til ilt, nitrogen, eller fluor, der på grund af forskellen i polaritet mellem atomerne er den stærkeste af disse kræfter og giver anledning til kvaliteter af vand.

Brug et hydrometer som en metode til eksperimentel måling af densitet. Et hydrometer er en enhed, der bruger Archimedes-princippet til at måle den specifikke tyngdekraft. Dette princip fastholder, at en genstand, der flyder i en væske, vil fortrænge en mængde vand, der er lig med genstandens vægt. En målt skala på siden af ​​hydrometeret vil give væskens specifikke tyngdekraft.

Fyld en klar beholder med benzin og anbring hydrometeret forsigtigt på benzinens overflade. Drej hydrometeret for at løsne alle luftboblerne og lad hydrometerets position på overfladen af ​​benzin stabilisere sig. Det er vigtigt, at luftboblerne fjernes, fordi de vil øge hydrometerets opdrift.

Se hydrometeret, så benzinens overflade er i øjenhøjde. Registrer værdien, der er knyttet til markeringen, på benzinens overfladeniveau. Du skal registrere benzinens temperatur, da væskens egenvægt varierer med temperaturen. Analyser den specifikke tyngdeaflæsning.

Benzin har en vægtfylde mellem 0,71 og 0,77 afhængigt af dens nøjagtige sammensætning. Aromatiske forbindelser er mindre tætte end alifatiske forbindelser, så benzinets specifikke tyngdekraft kan indikere den relative andel af disse forbindelser i benzin.

Hvad er forskellen mellem diesel og benzin? Benziner er generelt lavet af carbonhydrider, som er strenge af carbon, der er kædet sammen med hydrogenioner, der strækker sig i længden fra fire til 12 carbonatomer pr. Molekyle.

Brændstoffet, der anvendes i benzinmotorer, indeholder også mængder af alkaner (mættede kulbrinter, hvilket betyder at de har den maksimale mængde brint atomer), cycloalkaner (carbonhydridmolekyler arrangeret i cirkulære ringlignende formationer) og alkener (umættede carbonhydrider, der har dobbelt obligationer).

Dieselbrændstof bruger carbonhydridkæder, der har et større antal kulstofatomer, hvor gennemsnittet er 12 kulstofatomer pr. Molekyle. Disse større molekyler øger dens fordampningstemperatur, og hvordan det kræver mere energi fra kompression inden antænding.

Diesel fremstillet af råolie har også cycloalkaner såvel som variationer af benzenringe, der har alkylgrupper. Benzenringe er hexagon-lignende strukturer med seks carbonatomer hver, og alkylgrupper er forlængede carbon-hydrogen-kæder, der forgrener sig af molekyler såsom benzenringe.

Dieselbrændstof bruger en tænding af brændstoffet til at flytte et cylindrisk kammer, der udfører kompressionen, der genererer energi i biler. Cylinderen komprimeres og udvides gennem trinene i firetaktsmotorprocessen. Diesel- og benzinmotorer fungerer begge ved hjælp af en firetaktsmotorproces, der involverer indsugning, kompression, forbrænding og udstødning.

1. Under indsugningstrinnet bevæges stemplet fra toppen af ​​kompressionskammeret til bunden, således at det trækker en blanding af luft og brændstof ind i cylinderen ved hjælp af den trykforskel, der genereres gennem denne behandle. Ventilen forbliver åben under dette trin, således at blandingen flyder frit igennem.
2. Dernæst under kompressionstrinnet presser stemplet blandingen i sig selv, hvilket øger trykket og genererer potentiel energi. Ventiler lukkes således, at blandingen forbliver inde i kammeret. Dette får cylinderindholdet til at varme op. Dieselmotorer bruger mere kompression af cylinderindholdet end benzinmotorer gør.
3. Forbrændingstrinet involverer rotation af krumtapakslen gennem motorens mekaniske energi. Med en så høj temperatur er denne kemiske reaktion spontan og kræver ikke ekstern energi. Et tændrør eller kompressionstrinets varme antænder enten blandingen.
4. Endelig involverer udstødningstrinnet, at stemplet bevæger sig tilbage til toppen med udstødningsventilen åben, så processen kan gentages. Udstødningsventilen lader motoren fjerne det antændte brændstof, som den har brugt.

Benzin- og dieselmotorer bruger forbrænding til at generere kemisk energi, der omdannes til mekanisk energi. Den kemiske forbrændingsenergi til benzinmotorer eller luftkompression i dieselmotorer omdannes til mekanisk energi, der bevæger motorens stempel. Denne bevægelse af stemplet gennem forskellige slag skaber kræfter, der driver motoren selv.

Benzinmotorer eller benzinmotorer bruger en gnisttændingsproces til at antænde en blanding af luft og brændstof og skabe kemisk potentiel energi, der omdannes til mekanisk energi under motorens trin behandle.

Ingeniører og forskere ser efter brændstofeffektive metoder til at udføre disse trin og reaktioner på spare så meget energi som muligt, mens du forbliver effektiv til benzin motorer. Dieselmotorer eller kompressionstænding ("CI-motorer") bruger derimod en forbrænding, hvori forbrændingskammeret huser brændstoftændingen forårsaget af høje temperaturer, når brændstoffet komprimeres.

Disse temperaturstigninger ledsages af nedsat volumen og øget tryk i overensstemmelse med love, der viser, hvordan gasmængder ændres, såsom den ideelle gaslov:PV = nRT. For denne lov,Per pres,Ver volumen,ner antallet af mol af gassen,Rer den ideelle gaslovskonstant ogTer temperatur.

Selvom disse ligninger kan være sande i teorien, skal ingeniører i praksis tage hensyn til begrænsninger i den virkelige verden som det materiale, der bruges til at bygge forbrændingsmotoren, og hvordan brændstoffet er meget mere flydende end en ren gas ville gøre være.

Disse beregninger skal redegøre for, hvordan motoren i benzinmotorer komprimerer brændstof-luft-blandingen ved hjælp af stempler, og tændrørene antænder blandingen. Dieselmotorer derimod komprimerer luften først, inden de indsprøjtes og antænder brændstoffet.

Benzinbiler er mere populære i USA, mens dieselbiler udgør næsten halvdelen af ​​alt bilsalg i europæiske lande. Forskellene mellem dem viser, hvordan de kemiske egenskaber ved benzin giver det de nødvendige kvaliteter til køretøjs- og tekniske formål.

Dieselbiler er mere effektive med kilometertal på motorvejen, fordi dieselolie har mere energi end benzin. Bilmotorer på dieselbrændstoffer har også mere drejningsmoment eller rotationskraft i deres motorer, hvilket betyder, at disse motorer kan accelerere mere effektivt. Når man kører gennem andre områder såsom byer, er dieselfordelen mindre signifikant.

Dieselbrændstof er også typisk sværere at antænde på grund af dets lavere flygtighed, et stofs evne til at fordampe. Når det er fordampet, er det dog lettere at antænde, fordi det har lavere selvantændelsestemperatur. Benzin kræver derimod et tændrør for at antændes.

Der er næppe nogen omkostningsforskel mellem benzin og diesel i USA. Fordi dieselbrændstoffer har bedre kilometertal, er deres omkostninger i forhold til kørte miles bedre. Ingeniører måler også motoreffekten af ​​bilmotorer ved hjælp af hestekræfter, et mål for kraften. Mens dieselmotorer muligvis accelererer og roterer lettere end benzinmotorer, har de et lavere hestekræfter.

Sammen med høj brændstofeffektivitet har dieselmotorer typisk lavere brændstofomkostninger, bedre smøreegenskaber og større energitæthed under firetaktsmotorprocessen, mindre antændelighed og evnen til at bruge biodiesel, der ikke er petroleum, der er mere miljøvenligt venlige.