Cómo medir la densidad de la gasolina

La medición de la densidad de la gasolina puede brindarle una mejor comprensión de los usos de la gasolina para diversos fines en diferentes tipos de motores.

La densidad de un líquido es la relación entre su masa y su volumen. Divida la masa por su volumen para calcularla. Por ejemplo, si tuvieras 1 gramo de gasolina que mide 1,33 cm³ en volumen, la densidad sería:

La densidad del combustible diesel en los Estados Unidos depende de su clase 1D, 2D o 4D. El combustible 1D es mejor para el clima frío porque tiene una menor resistencia al flujo. Los combustibles 2D son mejores para temperaturas exteriores más cálidas. 4D es mejor para motores de baja velocidad. Sus densidades, respectivamente, son 875 kg / m³, 849 kg / m³ y 959 kg / m³. La densidad europea del diesel en kg / m^{3 .}oscila entre 820 y 845.

La densidad de la gasolina también se puede definir utilizando la gravedad específica de la gasolina. La gravedad específica es la densidad de un objeto en comparación con la densidad máxima del agua. La densidad máxima de agua es de 1 g / ml a unos 4 ° C. Esto significa que, si conoce la densidad en g / ml, ese valor debe ser el peso específico de la gasolina.

Una tercera forma de calcular la densidad de un gas utiliza la ley de los gases ideales:

en el cualPAGes la presión,Ves el volumen, n es el número de moles,Res la constante del gas ideal yTes la temperatura del gas. Reorganizar esta ecuación te danV = P / RT, en el que el lado izquierdo es una relación entrenorteyV​.

Con esta ecuación, puede calcular la relación entre la cantidad de moles de gas que están disponibles en una cantidad de gas y el volumen. El número de moles se puede convertir en masa utilizando el peso atómico o molecular de las partículas de gas. Debido a que este método está diseñado para gases, la gasolina en forma líquida se desviará mucho de los resultados de esta ecuación.

Pese un cilindro graduado usando una escala métrica. Registre esta cantidad en gramos. Llenar el cilindro con 100 ml de gasolina y pesarlo en gramos con la balanza. Reste la masa del cilindro de la masa del cilindro cuando contiene gasolina. Esta es la masa de la gasolina. Divida esta cifra por el volumen, 100 ml, para obtener la densidad.

Al conocer las ecuaciones de densidad, gravedad específica y la ley de los gases ideales, puede determinar cómo varía la densidad en función de otras variables como la temperatura, la presión y el volumen. Hacer una serie de mediciones de estas cantidades le permite encontrar la forma en que varía la densidad como resultado de ellas o cómo La densidad varía como resultado de una o dos de estas tres cantidades, mientras que la otra cantidad o cantidades se mantienen constante. Esto suele ser útil para aplicaciones prácticas en las que no conoce toda la información sobre cada cantidad de gas.

Tenga en cuenta que ecuaciones como la ley de los gases ideales pueden funcionar en teoría, pero, en la práctica, no tienen en cuenta lo propio de los gases en la práctica. La ley de los gases ideales no tiene en cuenta el tamaño molecular y las atracciones intermoleculares de las partículas de gas.

Debido a que la ley de los gases ideales no tiene en cuenta los tamaños de las partículas de gas, es menos precisa a densidades de gas más bajas. A densidades más bajas, hay mayor volumen y presión, de modo que las distancias entre las partículas de gas se vuelven mucho mayores que el tamaño de las partículas. Esto hace que el tamaño de partícula sea una desviación menor de los cálculos teóricos.

Las fuerzas intermoleculares entre las partículas de gas describen las fuerzas causadas por las diferencias de carga y estructura entre las fuerzas. Estas fuerzas incluyen fuerzas de dispersión, fuerzas entre los dipolos o cargas de átomos entre las partículas de gas. Estos son causados ​​por las cargas de electrones de los átomos dependiendo de cómo interactúan las partículas con su entorno entre partículas no cargadas como los gases nobles.

Las fuerzas dipolo-dipolo, por otro lado, son las cargas permanentes en los átomos y moléculas que se utilizan entre las moléculas polares como el formaldehído. Finalmente, los enlaces de hidrógeno describen un caso muy específico de fuerzas dipolo-dipolo en el que las moléculas tienen hidrógeno unido al oxígeno, nitrógeno, o flúor que, debido a la diferencia de polaridad entre los átomos, son las más fuertes de estas fuerzas y dan lugar a cualidades de agua.

Utilice un hidrómetro como método para medir experimentalmente la densidad. Un hidrómetro es un dispositivo que utiliza el principio de Arquímedes para medir la gravedad específica. Este principio sostiene que un objeto que flota en un líquido desplazará una cantidad de agua que es igual al peso del objeto. Una escala medida en el costado del hidrómetro proporcionará la gravedad específica del líquido.

Llene un recipiente transparente con gasolina y coloque con cuidado el hidrómetro sobre la superficie de la gasolina. Gire el hidrómetro para desalojar todas las burbujas de aire y permita que la posición del hidrómetro en la superficie de la gasolina se estabilice. Es fundamental que se eliminen las burbujas de aire porque aumentarán la flotabilidad del hidrómetro.

Observe el hidrómetro de modo que la superficie de la gasolina esté al nivel de los ojos. Registre el valor asociado con la marca al nivel de la superficie de la gasolina. Deberá registrar la temperatura de la gasolina, ya que la gravedad específica de un líquido varía con la temperatura. Analice la lectura de gravedad específica.

La gasolina tiene un peso específico entre 0,71 y 0,77, dependiendo de su composición precisa. Los compuestos aromáticos son menos densos que los compuestos alifáticos, por lo que el peso específico de la gasolina puede indicar la proporción relativa de estos compuestos en la gasolina.

¿Cuál es la diferencia entre diesel y gasolina? Las gasolinas generalmente están hechas de hidrocarburos, que son cadenas de carbonos encadenados con iones de hidrógeno, que varían en longitud de cuatro a 12 átomos de carbono por molécula.

El combustible utilizado en los motores de gasolina también contiene cantidades de alcanos (hidrocarburos saturados, lo que significa que tienen la cantidad máxima de hidrógeno átomos), cicloalcanos (moléculas de hidrocarburos dispuestas en formaciones circulares en forma de anillo) y alquenos (hidrocarburos insaturados que tienen doble cautiverio).

El combustible diesel utiliza cadenas de hidrocarburos que tienen una mayor cantidad de átomos de carbono, con un promedio de 12 átomos de carbono por molécula. Estas moléculas más grandes aumentan su temperatura de evaporación y cómo requieren más energía de compresión antes de encenderse.

El diesel hecho de petróleo también tiene cicloalcanos, así como variaciones de anillos de benceno que tienen grupos alquilo. Los anillos de benceno son estructuras en forma de hexágono de seis átomos de carbono cada uno, y los grupos alquilo son cadenas de carbono-hidrógeno extendidas que se ramifican de moléculas como los anillos de benceno.

El combustible diesel utiliza un encendido del combustible para mover una cámara de forma cilíndrica que realiza la compresión que genera energía en los automóviles. El cilindro se comprime y expande a través de los pasos del proceso del motor de cuatro tiempos. Los motores diésel y de gasolina funcionan con un proceso de motor de cuatro tiempos que implica admisión, compresión, combustión y escape.

1. Durante el paso de admisión, el pistón se mueve desde la parte superior de la cámara de compresión hacia la parte inferior de manera que extrae una mezcla de aire y combustible en el cilindro utilizando la diferencia de presión generada a través de este proceso. La válvula permanece abierta durante este paso para que la mezcla fluya libremente.
2. A continuación, durante el paso de compresión, el pistón presiona la mezcla en sí mismo, aumentando la presión y generando energía potencial. Las válvulas se cierran de modo que la mezcla permanezca dentro de la cámara. Esto hace que el contenido del cilindro se caliente. Los motores diesel utilizan más compresión del contenido del cilindro que los motores de gasolina.
3. El paso de combustión consiste en hacer girar el cigüeñal a través de la energía mecánica del motor. Con una temperatura tan alta, esta reacción química es espontánea y no requiere energía externa. Una bujía o el calor del paso de compresión encienden la mezcla.
4. Finalmente, el paso de escape implica que el pistón regrese a la parte superior con la válvula de escape abierta para que el proceso se repita. La válvula de escape permite que el motor elimine el combustible encendido que ha utilizado.

Los motores de gasolina y diésel utilizan la combustión interna para generar energía química que se convierte en energía mecánica. La energía química de combustión para motores de gasolina o la compresión de aire en motores diesel se convierte en energía mecánica que mueve el pistón del motor. Este movimiento del pistón a través de diferentes carreras crea fuerzas que impulsan el motor mismo.

Los motores de gasolina o los motores de gasolina utilizan un proceso de encendido por chispa para encender una mezcla de aire y combustible y crear energía potencial química que se convierte en energía mecánica durante los pasos del motor proceso.

Los ingenieros e investigadores buscan métodos de bajo consumo de combustible para realizar estos pasos y reacciones a Conservar la mayor cantidad de energía posible sin dejar de ser eficaz para los fines de la gasolina. motores. Los motores diésel o de encendido por compresión ("motores CI"), por el contrario, utilizan una combustión interna en la que la cámara de combustión aloja la ignición del combustible provocada por las altas temperaturas cuando se comprime el combustible.

Estos aumentos de temperatura van acompañados de una disminución del volumen y un aumento de la presión de acuerdo con las leyes que demuestran cómo cambian las cantidades de gas, como la ley de los gases ideales:PV = nRT. Por esta ley,PAGes la presión,Ves el volumen,nortees el número de moles del gas,Res la constante de la ley de los gases ideales yTes la temperatura.

Aunque estas ecuaciones pueden ser ciertas en teoría, en la práctica los ingenieros deben tener en cuenta las limitaciones del mundo real. como el material utilizado para construir el motor de combustión y cómo el combustible es mucho más líquido que un gas puro ser.

Estos cálculos deben tener en cuenta cómo, en los motores de gasolina, el motor comprime la mezcla de aire y combustible utilizando pistones y las bujías encienden la mezcla. Los motores diésel, por el contrario, comprimen el aire primero antes de inyectar y encender el combustible.

Los automóviles a gasolina son más populares en los Estados Unidos, mientras que los automóviles diésel representan casi la mitad de todas las ventas de automóviles en los países europeos. Las diferencias entre ellos muestran cómo las propiedades químicas de la gasolina le confieren las cualidades necesarias para los vehículos y la ingeniería.

Los automóviles diésel son más eficientes con el kilometraje en la carretera porque el combustible diésel tiene más energía que la gasolina. Los motores de automóvil con combustibles diésel también tienen más par, o fuerza de rotación, en sus motores, lo que significa que estos motores pueden acelerar de manera más eficiente. Al conducir por otras áreas como ciudades, la ventaja del diesel es menos significativa.

El combustible diesel también suele ser más difícil de encender debido a su menor volatilidad, la capacidad de una sustancia para evaporarse. Sin embargo, cuando se evapora, es más fácil de encender porque tiene una temperatura de autoignición más baja. La gasolina, por otro lado, requiere una bujía para encenderse.

Apenas hay diferencia de costo entre la gasolina y los combustibles diesel en los Estados Unidos. Debido a que los combustibles diesel tienen un mejor kilometraje, su costo con respecto a las millas recorridas es mejor. Los ingenieros también miden la potencia de salida de los motores de los automóviles utilizando caballos de fuerza, una medida de potencia. Si bien los motores diésel pueden acelerar y girar más fácilmente que los de gasolina, tienen una menor potencia de salida.

Junto con una alta eficiencia de combustible, los motores diésel suelen tener menores costos de combustible, mejores propiedades de lubricación y mayor densidad de energía. durante el proceso del motor de cuatro tiempos, menos inflamabilidad y la capacidad de utilizar combustible biodiesel no derivado del petróleo que es más ecológico amistoso.