So messen Sie die Dichte von Benzin

Die Messung der Dichte von Benzin kann Ihnen ein besseres Verständnis der Verwendung von Benzin für verschiedene Zwecke in verschiedenen Motorentypen vermitteln.

Die Dichte einer Flüssigkeit ist das Verhältnis ihrer Masse zu ihrem Volumen. Teilen Sie die Masse durch ihr Volumen, um sie zu berechnen. Wenn Sie beispielsweise 1 Gramm Benzin mit einer Größe von 1,33 cm. haben³ im Volumen wäre die Dichte:

Die Dichte von Dieselkraftstoff in den Vereinigten Staaten hängt von seiner Klasse 1D, 2D oder 4D ab. 1D-Kraftstoff ist besser für kaltes Wetter geeignet, da er einen geringeren Strömungswiderstand hat. 2D-Kraftstoffe eignen sich besser für wärmere Außentemperaturen. 4D ist besser für Motoren mit niedriger Drehzahl. Ihre Dichten sind jeweils 875 kg/m³, 849 kg/m²³ und 959 kg/m²³. Die europäische Dichte von Diesel in kg/m^{3 .}reicht von 820 bis 845.

Die Dichte von Benzin kann auch unter Verwendung des spezifischen Gewichts von Benzin definiert werden. Das spezifische Gewicht ist die Dichte eines Objekts im Vergleich zur maximalen Dichte von Wasser. Die maximale Dichte von Wasser beträgt 1 g/ml bei ca. 4°C. Das heißt, wenn Sie die Dichte in g/ml kennen, sollte dieser Wert das spezifische Gewicht von Benzin sein.

Eine dritte Methode zur Berechnung der Dichte eines Gases verwendet das ideale Gasgesetz:

in welchemPist Druck,Vist das Volumen, n ist die Anzahl der Mole,Rist die ideale Gaskonstante undTist die Temperatur des Gases. Wenn Sie diese Gleichung neu anordnen, erhalten SienV = P/RT, wobei die linke Seite ein Verhältnis zwischenneinundV​.

Mit dieser Gleichung können Sie das Verhältnis zwischen der Anzahl der Gasmole, die in einer Gasmenge verfügbar sind, und dem Volumen berechnen. Die Molzahl kann dann mit Hilfe des Atom- oder Molekulargewichts der Gaspartikel in Masse umgerechnet werden. Da diese Methode für Gase gedacht ist, weicht Benzin in flüssiger Form stark von den Ergebnissen dieser Gleichung ab.

Wiegen Sie einen Messzylinder mit einer metrischen Skala. Notieren Sie diese Menge in Gramm. Füllen Sie den Zylinder mit 100 ml Benzin und wiegen Sie ihn mit der Waage in Gramm. Ziehen Sie die Masse des Zylinders von der Masse des Zylinders ab, wenn er Benzin enthält. Dies ist die Masse des Benzins. Teilen Sie diese Zahl durch das Volumen, 100 ml, um die Dichte zu erhalten.

Wenn Sie Gleichungen für Dichte, spezifisches Gewicht und das ideale Gasgesetz kennen, können Sie bestimmen, wie sich die Dichte in Abhängigkeit von anderen Variablen wie Temperatur, Druck und Volumen ändert. Wenn Sie eine Reihe von Messungen dieser Größen durchführen, können Sie herausfinden, wie sich die Dichte aufgrund dieser Größen ändert oder wie Dichte variiert als Ergebnis einer oder zwei dieser drei Größen, während die andere Größe oder Größen gehalten werden Konstante. Dies ist oft praktisch für praktische Anwendungen, bei denen Sie nicht alle Informationen zu jeder einzelnen Gasmenge kennen.

Denken Sie daran, dass Gleichungen wie das Gesetz des idealen Gases in der Theorie funktionieren können, in der Praxis jedoch nicht den Eigenwert von Gasen in der Praxis berücksichtigen. Das ideale Gasgesetz berücksichtigt nicht die Molekülgröße und intermolekulare Anziehungskraft der Gasteilchen.

Da das Gesetz des idealen Gases die Größe der Gaspartikel nicht berücksichtigt, ist es bei niedrigeren Gasdichten weniger genau. Bei niedrigeren Dichten gibt es ein größeres Volumen und einen größeren Druck, so dass die Abstände zwischen den Gaspartikeln viel größer werden als die Partikelgröße. Dadurch weicht die Partikelgröße weniger von den theoretischen Berechnungen ab.

Intermolekulare Kräfte zwischen den Gasteilchen beschreiben die Kräfte, die durch Ladungs- und Strukturunterschiede zwischen den Kräften entstehen. Diese Kräfte umfassen Dispersionskräfte, Kräfte zwischen den Dipolen oder Ladungen von Atomen zwischen den Gasteilchen. Diese werden durch die Elektronenladungen der Atome verursacht, je nachdem, wie die Teilchen mit ihrer Umgebung unter ungeladenen Teilchen wie Edelgasen wechselwirken.

Dipol-Dipol-Kräfte hingegen sind die permanenten Ladungen der Atome und Moleküle, die zwischen polaren Molekülen wie Formaldehyd verwendet werden. Schließlich beschreiben Wasserstoffbrückenbindungen einen sehr speziellen Fall von Dipol-Dipol-Kräften, bei denen Moleküle Wasserstoffbrücken an Sauerstoff, Stickstoff, oder Fluor, die aufgrund des Polaritätsunterschieds zwischen den Atomen die stärkste dieser Kräfte sind und die Eigenschaften von Wasser.

Verwenden Sie ein Aräometer als Methode zur experimentellen Messung der Dichte. Ein Aräometer ist ein Gerät, das das archimedische Prinzip verwendet, um das spezifische Gewicht zu messen. Dieses Prinzip besagt, dass ein in einer Flüssigkeit schwimmendes Objekt eine Wassermenge verdrängt, die dem Gewicht des Objekts entspricht. Eine gemessene Skala an der Seite des Hydrometers gibt das spezifische Gewicht der Flüssigkeit an.

Füllen Sie einen durchsichtigen Behälter mit Benzin und legen Sie das Hydrometer vorsichtig auf die Oberfläche des Benzins. Drehen Sie das Hydrometer, um alle Luftblasen zu entfernen und die Position des Hydrometers auf der Oberfläche des Benzins zu stabilisieren. Es ist wichtig, dass die Luftblasen entfernt werden, da sie den Auftrieb des Aräometers erhöhen.

Betrachten Sie das Hydrometer so, dass sich die Oberfläche des Benzins auf Augenhöhe befindet. Notieren Sie den mit der Markierung verbundenen Wert an der Oberfläche des Benzins. Sie müssen die Temperatur des Benzins aufzeichnen, da das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit mit der Temperatur variiert. Analysieren Sie den Messwert des spezifischen Gewichts.

Benzin hat je nach genauer Zusammensetzung ein spezifisches Gewicht zwischen 0,71 und 0,77. Aromatische Verbindungen sind weniger dicht als aliphatische Verbindungen, daher kann das spezifische Gewicht von Benzin den relativen Anteil dieser Verbindungen im Benzin anzeigen.

Was ist der Unterschied zwischen Diesel und Benzin? Benzine bestehen im Allgemeinen aus Kohlenwasserstoffen, bei denen es sich um Kohlenstoffketten handelt, die mit Wasserstoffionen verkettet sind und eine Länge von vier bis 12 Kohlenstoffatomen pro Molekül aufweisen.

Der in Ottomotoren verwendete Kraftstoff enthält auch Mengen an Alkanen (gesättigte Kohlenwasserstoffe, d. h. sie haben den maximalen Anteil an Wasserstoff Atome), Cycloalkane (Kohlenwasserstoffmoleküle, die kreisringförmig angeordnet sind) und Alkene (ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit doppeltem that Fesseln).

Dieselkraftstoff verwendet Kohlenwasserstoffketten mit einer größeren Anzahl von Kohlenstoffatomen, wobei der Durchschnitt 12 Kohlenstoffatome pro Molekül beträgt. Diese größeren Moleküle erhöhen seine Verdampfungstemperatur und wie es mehr Energie durch Kompression benötigt, bevor es sich entzündet.

Diesel aus Erdöl enthält auch Cycloalkane sowie Variationen von Benzolringen mit Alkylgruppen. Benzolringe sind hexagonale Strukturen mit jeweils sechs Kohlenstoffatomen, und Alkylgruppen sind verlängerte Kohlenstoff-Wasserstoff-Ketten, die von Molekülen wie Benzolringen abzweigen.

Dieselkraftstoff verwendet eine Zündung des Kraftstoffs, um eine zylinderförmige Kammer zu bewegen, die die Kompression durchführt, die in Automobilen Energie erzeugt. Der Zylinder komprimiert und expandiert durch die Schritte des Viertaktmotorprozesses. Sowohl Diesel- als auch Benzinmotoren arbeiten mit einem Viertaktmotorprozess, der Einlass, Kompression, Verbrennung und Auslass umfasst.

1. Während des Ansaugvorgangs bewegt sich der Kolben von der Oberseite des Verdichtungsraums nach unten, so dass er zieht ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder und nutzt die dadurch erzeugte Druckdifferenz Prozess. Das Ventil bleibt während dieses Schrittes geöffnet, so dass das Gemisch ungehindert durchströmt.
2. Als nächstes drückt der Kolben während des Kompressionsschritts das Gemisch in sich selbst, erhöht den Druck und erzeugt potentielle Energie. Ventile werden geschlossen, so dass das Gemisch in der Kammer verbleibt. Dadurch erwärmt sich der Zylinderinhalt. Dieselmotoren verwenden eine stärkere Kompression des Zylinderinhalts als Benzinmotoren.
3. Beim Verbrennungsschritt dreht sich die Kurbelwelle durch die mechanische Energie des Motors. Bei einer so hohen Temperatur ist diese chemische Reaktion spontan und erfordert keine externe Energie. Entweder eine Zündkerze oder die Hitze der Kompressionsstufe entzündet das Gemisch.
4. Schließlich beinhaltet der Auslassschritt, dass sich der Kolben bei geöffnetem Auslassventil zurück nach oben bewegt, so dass der Vorgang wiederholt werden kann. Das Auslassventil ermöglicht es dem Motor, den entzündeten Kraftstoff, den er verwendet hat, zu entfernen.

Benzin- und Dieselmotoren verwenden eine Verbrennung, um chemische Energie zu erzeugen, die in mechanische Energie umgewandelt wird. Die chemische Energie der Verbrennung bei Ottomotoren oder der Luftkompression bei Dieselmotoren wird in mechanische Energie umgewandelt, die den Kolben des Motors bewegt. Diese Bewegung des Kolbens durch verschiedene Hübe erzeugt Kräfte, die den Motor selbst antreiben.

Benzin- oder Benzinmotoren verwenden ein Funkenzündungsverfahren, um ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu zünden und erzeugen chemische potentielle Energie, die während der Schritte des Motors in mechanische Energie umgewandelt wird Prozess.

Ingenieure und Forscher suchen nach kraftstoffsparenden Methoden zur Durchführung dieser Schritte und Reaktionen auf Sparen Sie so viel Energie wie möglich und bleiben Sie gleichzeitig für die Zwecke von Benzin wirksam Motoren. Dieselmotoren oder Selbstzünder („CI-Motoren“) verwenden dagegen eine Verbrennung mit innerer Verbrennung, bei der die Brennkammer beherbergt die Kraftstoffzündung, die durch hohe Temperaturen beim Verdichten des Kraftstoffs verursacht wird.

Diese Temperaturerhöhungen gehen mit verringertem Volumen und erhöhtem Druck einher, gemäß Gesetzen, die zeigen, wie sich Gasmengen ändern, wie z.PV = nRT. Für dieses GesetzPist Druck,Vist Volumen,neinist die Molzahl des Gases,Rist die ideale Gasgesetzkonstante undTist die Temperatur.

Obwohl diese Gleichungen theoretisch zutreffen mögen, müssen Ingenieure in der Praxis reale Einschränkungen berücksichtigen wie zum Beispiel das Material, aus dem der Verbrennungsmotor gebaut wurde und dass der Kraftstoff viel flüssiger ist als ein reines Gas Sein.

Diese Berechnungen sollten berücksichtigen, wie bei Ottomotoren der Motor das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit Kolben verdichtet und die Zündkerzen das Gemisch zünden. Dieselmotoren hingegen verdichten zuerst die Luft, bevor sie den Kraftstoff einspritzen und zünden.

Benzinautos sind in den Vereinigten Staaten beliebter, während Dieselautos fast die Hälfte aller Autoverkäufe in europäischen Ländern ausmachen. Die Unterschiede zwischen ihnen zeigen, wie die chemischen Eigenschaften von Benzin ihm die für Fahrzeug- und Konstruktionszwecke erforderlichen Eigenschaften verleihen.

Dieselautos sind bei der Kilometerleistung auf der Autobahn effizienter, da Dieselkraftstoff mehr Energie hat als Benzinkraftstoff. Automotoren mit Dieselkraftstoff haben auch mehr Drehmoment oder Rotationskraft in ihren Motoren, was bedeutet, dass diese Motoren effizienter beschleunigen können. Bei Fahrten durch andere Gebiete wie Städte fällt der Dieselvorteil weniger ins Gewicht.

Dieselkraftstoff ist aufgrund seiner geringeren Flüchtigkeit, der Fähigkeit eines Stoffes, zu verdampfen, typischerweise auch schwieriger zu entzünden. Wenn es jedoch verdampft ist, ist es leichter zu entzünden, da es eine niedrigere Selbstentzündungstemperatur hat. Benzin hingegen benötigt zum Zünden eine Zündkerze.

In den USA gibt es kaum Kostenunterschiede zwischen Benzin- und Dieselkraftstoffen. Da Dieselkraftstoffe eine bessere Laufleistung aufweisen, sind ihre Kosten in Bezug auf die gefahrenen Kilometer günstiger. Ingenieure messen auch die Leistung von Automotoren mit PS, einem Maß für die Leistung. Obwohl Dieselmotoren leichter beschleunigen und drehen können als Benziner, haben sie eine geringere PS-Leistung.

Neben einer hohen Kraftstoffeffizienz haben Dieselmotoren in der Regel niedrigere Kraftstoffkosten, bessere Schmiereigenschaften und eine höhere Energiedichte während des Viertaktmotorprozesses, geringere Entflammbarkeit und die Möglichkeit, umweltfreundlicheren Biodiesel ohne Erdöl zu verwenden freundlich.