Kuinka mitata bensiinin tiheys

Bensiinin tiheyden mittaaminen voi antaa sinulle paremman käsityksen bensiinin käytöstä eri tarkoituksiin erityyppisissä moottoreissa.

Nesteen tiheys on sen massan ja tilavuuden suhde. Jaa massa tilavuudella sen laskemiseksi. Jos sinulla on esimerkiksi 1 gramma bensiiniä, jonka koko on 1,33 cm³ tilavuudessa tiheys olisi:

Dieselpolttoaineen tiheys Yhdysvalloissa riippuu sen luokasta 1D, 2D tai 4D. 1D-polttoaine on parempi kylmällä säällä, koska sillä on pienempi virtausvastus. 2D-polttoaineet sopivat paremmin lämpimämpiin ulkolämpötiloihin. 4D on parempi matalan nopeuden moottoreille. Niiden tiheydet ovat vastaavasti 875 kg / m³, 849 kg / m³ ja 959 kg / m³. Dieselin eurooppalainen tiheys (kg / m)^{3 .}vaihtelee välillä 820-845.

Bensiinin tiheys voidaan määrittää myös käyttämällä bensiinin ominaispainoa. Ominaispaino on kohteen tiheys verrattuna veden maksimitiheyteen. Veden suurin tiheys on 1 g / ml noin 4 ° C: ssa. Tämä tarkoittaa, että jos tiedät tiheyden g / ml, arvon tulisi olla bensiinin ominaispaino.

Kolmas tapa laskea kaasun tiheys käyttää ihanteellista kaasulakia:

jossaPon paine,Von tilavuus, n on moolien lukumäärä,Ron ihanteellinen kaasuvakio jaTon kaasun lämpötila. Tämän yhtälön uudelleenjärjestely antaa sinullenV = P / RT, jossa vasen puoli on suhdenjaV​.

Tämän yhtälön avulla voit laskea käytettävissä olevan kaasumäärän kaasumoolien määrän ja tilavuuden välisen suhteen. Moolien lukumäärä voidaan sitten muuntaa massaksi käyttämällä kaasupartikkeleiden atomi- tai molekyylipainoa. Koska tämä menetelmä on tarkoitettu kaasuille, nestemäinen bensiini poikkeaa paljon tämän yhtälön tuloksista.

Punnitse mittasylinteri metrisen asteikon avulla. Kirjaa tämä määrä grammoina. Täytä sylinteri 100 ml: lla bensiiniä ja punnitse se grammoina asteikolla. Vähennä sylinterin massa sylinterin massasta, kun se sisältää bensiiniä. Tämä on bensiinin massa. Jaa tämä luku tilavuudella, 100 ml, saadaksesi tiheyden.

Kun tiedät tiheyden, ominaispainon ja ihanteellisen kaasulain yhtälöt, voit määrittää, kuinka tiheys vaihtelee muiden muuttujien, kuten lämpötilan, paineen ja tilavuuden, funktiona. Kun teet sarjan mittauksia näistä määristä, voit löytää tavan, jolla tiheys vaihtelee niiden seurauksena tai miten tiheys vaihtelee yhden tai kahden näistä kolmesta määrästä seurauksena, kun taas toinen määrä tai määrät pidetään vakio. Tämä on usein kätevää käytännön sovelluksissa, joissa et tiedä kaikkia tietoja jokaisesta yksittäisestä kaasumäärästä.

Muista, että yhtälöt, kuten ihanteellinen kaasulaki, voivat toimia teoriassa, mutta käytännössä ne eivät vastaa käytännössä kaasujen ominaispiirteitä. Ihanteellinen kaasulaki ei ota huomioon kaasupartikkelien molekyylikokoa ja molekyylien välisiä vetovoimia.

Koska ihanteellinen kaasulaki ei ota huomioon kaasupartikkelien kokoja, se on vähemmän tarkka pienemmillä kaasutiheyksillä. Pienemmillä tiheyksillä on suurempi tilavuus ja paine siten, että kaasupartikkeleiden väliset etäisyydet tulevat paljon suuremmiksi kuin hiukkaskoko. Tämä tekee hiukkaskoolle vähemmän poikkeaman teoreettisista laskelmista.

Kaasupartikkelien väliset molekyylien väliset voimat kuvaavat voimia, jotka johtuvat voimien varauksen ja rakenteen eroista. Nämä voimat sisältävät dispersiovoimat, voimat dipolien tai atomien varausten välillä kaasupartikkelien joukossa. Nämä johtuvat atomien elektronivarastoista riippuen siitä, miten hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa varauksellisten hiukkasten, kuten jalokaasujen, keskuudessa.

Dipoli-dipolivoimat ovat toisaalta pysyviä varauksia atomille ja molekyyleille, joita käytetään polaaristen molekyylien kuten formaldehydin joukossa. Lopuksi vetysidokset kuvaavat hyvin spesifistä tapausta dipoli-dipolivoimista, joissa molekyylit ovat sitoutuneet vetyyn happeen, typeen, tai fluori, joka atomien napaisuuserojen vuoksi on voimakkain näistä voimista ja aiheuttaa ominaisuuksia vettä.

Käytä hydrometriä menetelmänä tiheyden mittaamiseksi kokeellisesti. Hydrometri on laite, joka käyttää Archimedeksen periaatetta ominaispainon mittaamiseen. Tämän periaatteen mukaan nesteessä kelluva esine syrjäyttää vesimäärän, joka on yhtä suuri kuin kohteen paino. Mitattu asteikko hydrometrin sivulta antaa nesteen ominaispainon.

Täytä kirkas säiliö bensiinillä ja aseta hydrometri varovasti bensiinin pinnalle. Pyöritä hydrometriä kaikkien ilmakuplien poistamiseksi ja anna hydrometrin aseman bensiinin pinnalla vakiintua. On välttämätöntä poistaa ilmakuplat, koska ne lisäävät hydrometrin kelluvuutta.

Katsele hydrometriä niin, että bensiinin pinta on silmien tasolla. Merkitse merkintään liittyvä arvo bensiinin pinnan tasolle. Sinun on tallennettava bensiinin lämpötila, koska nesteen ominaispaino vaihtelee lämpötilan mukaan. Analysoi ominaispainolukema.

Bensiinin ominaispaino on välillä 0,71 - 0,77, riippuen sen tarkasta koostumuksesta. Aromaattiset yhdisteet ovat vähemmän tiheitä kuin alifaattiset yhdisteet, joten bensiinin ominaispaino voi osoittaa näiden yhdisteiden suhteellisen osuuden bensiinissä.

Mitä eroa on dieselillä ja bensiinillä? Bensiinit valmistetaan yleensä hiilivedyistä, jotka ovat hiilen ketjuja ketjutettuina vetyionien kanssa, joiden pituus vaihtelee neljästä 12 hiiliatomiin molekyyliä kohti.

Bensiinimoottoreissa käytetty polttoaine sisältää myös alkaaneja (tyydyttyneitä hiilivetyjä, mikä tarkoittaa, että niissä on suurin vetymäärä) atomit), sykloalkaanit (hiilivetymolekyylit, jotka on järjestetty pyöreisiin rengasmaisiin muodostumiin) ja alkeenit (tyydyttymättömät hiilivedyt, joissa on kaksinkertainen joukkovelkakirjat).

Dieselpolttoaine käyttää hiilivetyketjuja, joissa on enemmän hiiliatomeja, keskimäärin 12 hiiliatomia molekyyliä kohti. Nämä suuremmat molekyylit lisäävät haihtumislämpötilaa ja kuinka se vaatii enemmän energiaa puristuksesta ennen syttymistä.

Öljystä valmistetussa dieselmoottorissa on myös sykloalkaaneja sekä muunnoksia bentseenirenkaista, joissa on alkyyliryhmiä. Bentseenirenkaat ovat kuusikulmaisia ​​rakenteita, joissa kussakin on kuusi hiiliatomia, ja alkyyliryhmät ovat pitkittyneitä hiili-vetyketjuja, jotka haarautuvat molekyyleistä, kuten bentseenirenkaista.

Dieselpolttoaine käyttää polttoaineen sytytystä lieriömäisen kammion siirtämiseen, joka suorittaa puristuksen, joka tuottaa energiaa autoissa. Sylinteri puristuu ja laajenee nelitahtimoottoriprosessin vaiheiden läpi. Dieseli- ja bensiinimoottorit toimivat molemmat nelitahtimoottoriprosessilla, johon sisältyy imu, puristus, palaminen ja pakokaasu.

1. Imuvaiheen aikana mäntä liikkuu puristuskammion yläosasta pohjaan niin, että se vetää ilman ja polttoaineen seoksen sylinteriin käyttämällä tämän kautta syntyvää paine-eroa prosessi. Venttiili pysyy auki tämän vaiheen aikana siten, että seos virtaa vapaasti läpi.
2. Seuraavaksi puristusvaiheen aikana mäntä puristaa seoksen itsessään lisäämällä painetta ja tuottamalla potentiaalienergiaa. Venttiilit suljetaan siten, että seos pysyy kammion sisällä. Tämä aiheuttaa sylinterin sisällön kuumenemisen. Dieselmoottorit käyttävät enemmän sylinteripitoisuuden puristusta kuin bensiinimoottorit.
3. Polttovaihe käsittää kampiakselin pyörittämisen moottorin mekaanisen energian läpi. Niin korkeassa lämpötilassa tämä kemiallinen reaktio on spontaani eikä vaadi ulkoista energiaa. Sytytystulppa tai puristusvaiheen lämpö joko sytyttää seoksen.
4. Lopuksi pakoputkessa mäntä liikkuu takaisin ylöspäin poistoventtiilin ollessa auki, jotta prosessi voi toistaa. Pakoventtiili antaa moottorin poistaa sytytetyn polttoaineen.

Bensiini- ja dieselmoottorit tuottavat kemiallista energiaa, joka muuttuu mekaaniseksi energiaksi, polttamalla. Kemiallinen polttoenergia bensiinimoottoreissa tai ilmanpuristus dieselmoottoreissa muunnetaan mekaaniseksi energiaksi, joka liikuttaa moottorin mäntää. Tämä männän liike eri iskujen kautta luo voimia, jotka käyttävät itse moottoria.

Bensiinimoottorit tai bensiinimoottorit käyttävät kipinäsytytysprosessia ilman ja polttoaineen seoksen ja luoda kemiallista potentiaalienergiaa, joka muuttuu mekaaniseksi energiaksi moottorin vaiheiden aikana prosessi.

Insinöörit ja tutkijat etsivät polttoainetehokkaita menetelmiä näiden vaiheiden ja reaktioiden suorittamiseksi säästävät niin paljon energiaa kuin mahdollista samalla, kun ne pysyvät tehokkaina bensiinin tarkoituksiin moottorit. Dieselmoottorit tai dieselmoottorit ("CI-moottorit") sitä vastoin käyttävät sisäistä palamista, jossa polttokammiossa on korkean lämpötilan aiheuttama polttoaineen sytytys, kun polttoainetta puristetaan.

Näihin lämpötilan nousuihin liittyy vähentynyt tilavuus ja lisääntynyt paine lakien mukaisesti, jotka osoittavat, kuinka kaasumäärät muuttuvat, kuten ihanteellinen kaasulaki:PV = nRT. Tätä lakia vartenPon paine,Von äänenvoimakkuus,non kaasumoolien lukumäärä,Ron ihanteellinen kaasulain vakio jaTon lämpötila.

Vaikka nämä yhtälöt saattavat olla totta teoriassa, käytännössä insinöörien on otettava huomioon reaalimaailman rajoitteet kuten polttomoottorin rakentamiseen käytetty materiaali ja kuinka polttoaine on paljon nestemäisempää kuin puhdas kaasu olla.

Näiden laskelmien tulisi ottaa huomioon, kuinka bensiinimoottoreissa moottori puristaa polttoaine-ilma-seoksen männillä ja sytytystulpat sytyttävät seoksen. Dieselmoottorit sitä vastoin puristavat ilman ensin ennen polttoaineen ruiskuttamista ja sytyttämistä.

Bensiinimoottorit ovat suosittuja Yhdysvalloissa, kun taas dieselautot muodostavat melkein puolet kaikista Euroopan maiden automyynnistä. Niiden väliset erot osoittavat, kuinka bensiinin kemialliset ominaisuudet antavat sille tarvittavat ominaisuudet ajoneuvoihin ja tekniikkaan.

Dieselmoottorit ovat tehokkaampia, kun moottoritie on mittarilukema, koska dieselpolttoaineella on enemmän energiaa kuin bensiinillä. Dieselpolttoaineiden moottoreilla on myös enemmän vääntömomenttia tai pyörimisvoimaa, mikä tarkoittaa, että nämä moottorit voivat kiihdyttää tehokkaammin. Ajon aikana muilla alueilla, kuten kaupungeissa, dieselin etu on vähemmän merkittävä.

Dieselpolttoainetta on myös tyypillisesti vaikeampaa sytyttää, koska sen haihtuvuus ja aineen kyky haihtua. Kun se on haihdutettu, se on kuitenkin helpompi sytyttää, koska sillä on alhaisempi itsesyttymislämpötila. Bensiini puolestaan ​​vaatii sytytystulpan syttymisen.

Bensiinin ja dieselpolttoaineiden välillä ei tuskin ole kustannuseroa Yhdysvalloissa. Koska dieselpolttoaineilla on parempi mittarilukema, niiden kustannukset ajettuihin maileihin nähden ovat paremmat. Insinöörit mittaavat myös automoottoreiden tehon hevosvoimalla, joka mittaa tehoa. Vaikka dieselmoottorit voivat kiihdyttää ja pyöriä helpommin kuin bensiinimoottorit, niillä on pienempi hevosvoima.

Korkean polttoainetehokkuuden lisäksi dieselmoottoreilla on tyypillisesti alhaisemmat polttoainekustannukset, paremmat voiteluominaisuudet, suurempi tiheys energiaa nelitahtimoottoriprosessin aikana vähemmän syttyvyyttä ja kyky käyttää ympäristöystävällisempää biodieseliä kuin maaöljyä ystävällinen.