Kako izmjeriti gustoću benzina

Mjerenje gustoće benzina može vam dati bolje razumijevanje upotrebe benzina u razne svrhe u različitim vrstama motora.

Gustoća tekućine je omjer njene mase i volumena. Masu podijelite s volumenom da biste je izračunali. Na primjer, ako ste imali 1 gram benzina dimenzija 1,33 cm³ u volumenu, gustoća bi bila:

Gustoća dizel goriva u Sjedinjenim Državama ovisi o klasi 1D, 2D ili 4D. 1D gorivo je bolje za hladno vrijeme jer ima niži otpor protoku. 2D goriva su bolja za toplije vanjske temperature. 4D je bolji za motore s malim brzinama. Njihova gustoća iznosi 875 kg / m³, 849 kg / m³ i 959 kg / m³. Europska gustoća dizela u kg / m^{3 .}kreće se od 820 do 845.

Gustoća benzina također se može definirati pomoću specifične težine benzina. Specifična težina je gustoća objekta u usporedbi s maksimalnom gustoćom vode. Maksimalna gustoća vode je 1 g / ml na oko 4 ° C. To znači, ako znate gustoću u g / ml, ta bi vrijednost trebala biti specifična težina benzina.

Treći način izračunavanja gustoće plina koristi zakon idealnog plina:

u kojemStrje pritisak,Vje volumen, n je broj madeža,Rje idealna plinska konstanta iTje temperatura plina. Preuređivanje ove jednadžbe daje vamnV = P / RT, u kojem je lijeva strana omjer izmeđuniV​.

Pomoću ove jednadžbe možete izračunati omjer između broja molova plina koji su dostupni u količini plina i zapremine. Broj molova se tada može pretvoriti u masu pomoću atomske ili molekularne težine čestica plina. Budući da je ova metoda namijenjena plinovima, benzin u tekućem obliku znatno će odstupati od rezultata ove jednadžbe.

Izvažite graduirani cilindar pomoću metričke vage. Zabilježite ovu količinu u gramima. Napunite bocu sa 100 ml benzina i izmjerite vagu u gramima. Od mase cilindra oduzmite masu cilindra kada sadrži benzin. Ovo je masa benzina. Podijelite ovu brojku s volumenom, 100 ml, da biste dobili gustoću.

Poznavajući jednadžbe gustoće, specifične težine i zakona idealnih plinova, možete odrediti kako gustoća varira u ovisnosti od ostalih varijabli kao što su temperatura, tlak i volumen. Izvođenjem niza mjerenja ovih veličina možete otkriti način na koji se gustoća mijenja kao rezultat ili kako gustoća varira kao rezultat jedne ili dvije od ove tri veličine dok se zadržava druga količina ili količine konstantno. To je često korisno za praktične primjene u kojima ne znate sve informacije o svakoj pojedinoj količini plina.

Imajte na umu da jednadžbe poput zakona o idealnom plinu mogu funkcionirati u teoriji, ali u praksi u praksi ne uzimaju u obzir ispravnost plinova. Zakon o idealnom plinu ne uzima u obzir molekularnu veličinu i intermolekularne privlačnosti čestica plina.

Budući da zakon o idealnom plinu ne uzima u obzir veličine čestica plina, manje je precizan kod nižih gustoća plina. Pri nižim gustoćama veći je volumen i tlak da udaljenost između čestica plina postane puno veća od veličine čestica. To čini veličinu čestica manjim odstupanjem od teoretskih izračuna.

Intermolekularne sile između čestica plina opisuju sile uzrokovane razlikama u naboju i strukturi između sila. Te sile uključuju sile disperzije, sile između dipola ili naboja atoma među česticama plina. Oni su uzrokovani elektronskim nabojima atoma, ovisno o tome kako čestice djeluju u svom okruženju među nenabijenim česticama poput plemenitih plinova.

S druge strane, dipol-dipolne sile su trajni naboji na atomima i molekulama koji se koriste među polarnim molekulama poput formaldehida. Napokon, vodikove veze opisuju vrlo specifičan slučaj dipol-dipolnih sila u kojima molekule imaju vodik vezan za kisik, dušik, ili fluor koji su, zbog razlike u polaritetu između atoma, najjače od ovih sila i daju svojstva voda.

Koristite hidrometar kao metodu eksperimentalnog mjerenja gustoće. Hidrometar je uređaj koji koristi Arhimedov princip za mjerenje specifične težine. Ovo načelo drži da će objekt koji pluta u tekućini istisnuti količinu vode koja je jednaka težini predmeta. Izmjerena skala na bočnoj strani areometra pružit će specifičnu težinu tekućine.

Prozirnu posudu napunite benzinom i pažljivo postavite hidrometar na površinu benzina. Okrećite hidrometar kako biste istisnuli sve mjehuriće zraka i omogućili da se položaj areometra na površini benzina stabilizira. Nužno je ukloniti mjehuriće zraka jer će povećati plovnost areometra.

Pogledajte hidrometar tako da je površina benzina u visini očiju. Zabilježite vrijednost povezanu s oznakom na površini benzina. Morat ćete bilježiti temperaturu benzina jer specifična težina tekućine varira ovisno o temperaturi. Analizirajte očitanje specifične težine.

Benzin ima specifičnu težinu između 0,71 i 0,77, ovisno o njegovom preciznom sastavu. Aromatski spojevi su manje gusti od alifatskih spojeva, pa specifična težina benzina može ukazivati ​​na relativni udio tih spojeva u benzinu.

Koja je razlika između dizela i benzina? Benzinci su općenito izrađeni od ugljikovodika, koji su nizovi ugljika povezani lancima zajedno s vodikovim ionima, čija se duljina kreće od četiri do 12 atoma ugljika po molekuli.

Gorivo koje se koristi u benzinskim motorima također sadrži količine alkana (zasićenih ugljikovodika, što znači da imaju maksimalnu količinu vodika atomi), cikloalkani (molekule ugljikovodika poredane u kružne prstenaste tvorbe) i alkeni (nezasićeni ugljikovodici koji imaju dvostruke obveznice).

Dizel gorivo koristi lance ugljikovodika koji imaju veći broj atoma ugljika, s prosjekom od 12 atoma ugljika po molekuli. Te veće molekule povećavaju temperaturu isparavanja i kako zahtijeva više energije od kompresije prije paljenja.

Dizel napravljen od nafte također ima cikloalkane, kao i inačice benzenskih prstenova koji imaju alkilne skupine. Benzenski prstenovi su šesterokutne strukture sa po šest atoma ugljika, a alkilne skupine su produženi lanci ugljik-vodik koji se granaju od molekula poput benzenskih prstenova.

Dizel gorivo koristi paljenje goriva za pomicanje komore cilindričnog oblika koja vrši kompresiju koja generira energiju u automobilima. Cilindar se komprimira i širi kroz korake postupka četverotaktnog motora. Dizelski i benzinski motori funkcioniraju pomoću četverotaktnog procesa motora koji uključuje usis, kompresiju, izgaranje i ispuh.

1. Tijekom koraka usisavanja, klip se kreće od vrha kompresorske komore do dna tako da se uvlači smjesu zraka i goriva u cilindar koristeći razliku tlaka stvorenu kroz to postupak. Tijekom ovog koraka ventil ostaje otvoren tako da smjesa slobodno prolazi.
2. Dalje, tijekom koraka kompresije, klip pritiska smjesu u sebi, povećavajući tlak i generirajući potencijalnu energiju. Ventili su zatvoreni tako da smjesa ostaje unutar komore. To uzrokuje zagrijavanje sadržaja boce. Dizelski motori koriste veću kompresiju sadržaja cilindra nego benzinski motori.
3. Korak izgaranja uključuje okretanje radilice kroz mehaničku energiju iz motora. S tako visokom temperaturom, ova kemijska reakcija je spontana i ne zahtijeva vanjsku energiju. Svjećica ili toplina u stupnju kompresije ili zapale smjesu.
4. Konačno, ispušni korak uključuje klip koji se kreće natrag prema gore s otvorenim ispušnim ventilom tako da se postupak može ponoviti. Ispušni ventil omogućuje motoru uklanjanje zapaljenog goriva koje je upotrijebio.

Benzinski i dizelski motori koriste unutarnje izgaranje kako bi stvorili kemijsku energiju koja se pretvara u mehaničku. Kemijska energija izgaranja kod benzinskih motora ili kompresije zraka u dizelskim motorima pretvara se u mehaničku energiju koja pomiče klip motora. Ovo kretanje klipa različitim hodovima stvara sile koje pokreću sam motor.

Benzinski motori ili benzinski motori koriste postupak paljenja iskrom kako bi zapalili smjesu zraka i goriva i stvoriti kemijsku potencijalnu energiju koja se pretvara u mehaničku energiju tijekom koraka motora postupak.

Inženjeri i istraživači traže efikasne metode izvođenja ovih koraka i reakcija na uštedjeti što više energije, a istovremeno ostati učinkovit za potrebe benzina motori. Dizelski motori ili kompresijski paljenje ("CI motori"), za razliku od toga, koriste unutarnje izgaranje u kojem u komori za izgaranje smješteno je paljenje goriva uzrokovano visokim temperaturama kada se gorivo komprimira.

Ova povećanja temperature popraćena su smanjenim volumenom i povećanim tlakom u skladu sa zakonima koji pokazuju kako se mijenjaju količine plina, poput zakona o idealnom plinu:PV = nRT. Za ovaj zakon,Strje pritisak,Vje volumen,nje broj molova plina,Rje konstanta zakona o idealnom plinu iTje temperatura.

Iako ove jednadžbe mogu biti istinite u teoriji, inženjeri u praksi moraju uzeti u obzir ograničenja u stvarnom svijetu kao što je materijal koji se koristi za izradu motora s unutrašnjim izgaranjem i kako je gorivo puno tekuće nego što bi to bio čisti plin biti.

Ti bi izračuni trebali uzeti u obzir kako u benzinskim motorima motor komprimira smjesu goriva i zraka pomoću klipova, a svjećice pale smjesu. Za razliku od njih, dizelski motori prvo komprimiraju zrak prije ubrizgavanja i paljenja goriva.

Benzinci su popularniji u Sjedinjenim Državama, dok dizel automobili čine gotovo polovicu sve prodaje automobila u europskim zemljama. Razlike među njima pokazuju kako mu kemijska svojstva daju svojstva potrebna za potrebe vozila i inženjeringa.

Dizelski automobili učinkovitiji su s kilometražom na autocesti jer dizel gorivo ima više energije od benzinskog goriva. Automobilski motori na dizel gorivo također imaju veći okretni moment, odnosno rotacijsku silu, što znači da ti motori mogu učinkovitije ubrzati. Kada vozite drugim područjima poput gradova, prednost dizela je manje značajna.

Dizelsko gorivo također je obično teže zapaliti zbog njegove manje hlapljivosti, sposobnosti supstance da isparava. Međutim, kada se ispari, lakše je zapaliti jer ima nižu temperaturu samozapaljenja. Benzin, s druge strane, zahtijeva svjećicu za paljenje.

Gotovo da nema razlike u troškovima između benzina i dizel goriva u Sjedinjenim Državama. Budući da dizel goriva imaju bolju kilometražu, njihov je trošak s obzirom na prijeđene kilometre bolji. Inženjeri također mjere izlaznu snagu automobilskih motora pomoću konjske snage, mjere snage. Iako dizelski motori mogu ubrzati i okretati se lakše nego benzinski, oni imaju nižu konjsku snagu.

Uz visoku učinkovitost goriva, dizelski motori obično imaju niže troškove goriva, bolja svojstva podmazivanja i veću gustoću energije tijekom postupka četverotaktnih motora, manja zapaljivost i sposobnost upotrebe biodizelskog nenaftnog goriva koje je ekološki prihvatljivije prijateljski.