Bagaimana Mengukur Densitas Bensin

Mengukur densitas bensin dapat memberi Anda pemahaman yang lebih baik tentang penggunaan bensin untuk berbagai keperluan di berbagai jenis mesin.

Massa jenis zat cair adalah perbandingan antara massa dengan volumenya. Bagilah massa dengan volumenya untuk menghitungnya. Misalnya, jika Anda memiliki 1 gram bensin berukuran 1,33 cm³ dalam volume, densitasnya adalah:

Kepadatan bahan bakar diesel di Amerika Serikat tergantung pada kelasnya 1D, 2D atau 4D. Bahan bakar 1D lebih baik untuk cuaca dingin karena memiliki hambatan aliran yang lebih rendah. Bahan bakar 2D lebih baik untuk suhu luar yang lebih hangat. 4D lebih baik untuk mesin kecepatan rendah. Massa jenisnya masing-masing adalah 875 kg/m³, 849 kg/m³ dan 959 kg/m³. Kepadatan diesel Eropa dalam kg/m^{3 .}berkisar antara 820 hingga 845.

Massa jenis bensin juga dapat ditentukan dengan menggunakan berat jenis bensin. Berat jenis adalah kerapatan suatu benda dibandingkan dengan kerapatan maksimum air. Massa jenis air maksimum adalah 1 g/ml pada suhu sekitar 4°C. Ini berarti, jika Anda mengetahui densitas dalam g/ml, nilai tersebut seharusnya adalah berat jenis bensin.

Cara ketiga untuk menghitung massa jenis gas menggunakan hukum gas ideal:

di manaPadalah tekanan,Vadalah volume, n adalah jumlah mol,Radalah konstanta gas ideal danTadalah suhu gas. Mengatur ulang persamaan ini memberi AndanV = P/RT, di mana ruas kiri adalah perbandingan antaratidakdanV​.

Dengan menggunakan persamaan ini, Anda dapat menghitung rasio antara jumlah mol gas yang tersedia dalam jumlah gas dan volumenya. Jumlah mol kemudian dapat diubah menjadi massa menggunakan berat atom atau molekul dari partikel gas. Karena metode ini dimaksudkan untuk gas, bensin dalam bentuk cair akan jauh menyimpang dari hasil persamaan ini.

Timbang gelas ukur dengan menggunakan timbangan metrik. Catat jumlah ini dalam gram. Isi tabung dengan 100 ml bensin dan timbang dalam gram dengan timbangan. Kurangi massa silinder dari massa silinder ketika berisi bensin. Ini adalah massa bensin. Bagi angka ini dengan volume, 100 ml, untuk mendapatkan kepadatan.

Mengetahui persamaan densitas, berat jenis dan hukum gas ideal, Anda dapat menentukan bagaimana densitas bervariasi sebagai fungsi dari variabel lain seperti suhu, tekanan dan volume. Membuat serangkaian pengukuran besaran ini memungkinkan Anda menemukan cara kepadatan bervariasi sebagai akibat dari mereka atau bagaimana kerapatan bervariasi sebagai akibat dari satu atau dua dari tiga kuantitas ini sementara kuantitas atau kuantitas lainnya ditahan konstan. Ini sering berguna untuk aplikasi praktis di mana Anda tidak mengetahui semua informasi tentang setiap kuantitas gas.

Perlu diingat bahwa persamaan seperti hukum gas ideal dapat bekerja secara teori, tetapi dalam praktiknya, persamaan tersebut tidak memperhitungkan kebenaran gas dalam praktik. Hukum gas ideal tidak memperhitungkan ukuran molekul dan gaya tarik antarmolekul dari partikel gas.

Karena hukum gas ideal tidak memperhitungkan ukuran partikel gas, hukum ini kurang akurat pada densitas gas yang lebih rendah. Pada densitas yang lebih rendah, ada volume dan tekanan yang lebih besar sehingga jarak antar partikel gas menjadi jauh lebih besar daripada ukuran partikel. Hal ini membuat ukuran partikel kurang dari penyimpangan dari perhitungan teoritis.

Gaya antarmolekul antara partikel gas menggambarkan gaya yang disebabkan oleh perbedaan muatan dan struktur antar gaya. Gaya-gaya ini termasuk gaya dispersi, gaya antara dipol, atau muatan, atom di antara partikel gas. Ini disebabkan oleh muatan elektron atom tergantung pada bagaimana partikel berinteraksi dengan lingkungannya di antara partikel tidak bermuatan seperti gas mulia.

Gaya dipol-dipol, di sisi lain, adalah muatan permanen pada atom dan molekul yang digunakan di antara molekul polar seperti formaldehida. Akhirnya, ikatan hidrogen menggambarkan kasus gaya dipol-dipol yang sangat spesifik di mana molekul memiliki hidrogen yang terikat pada oksigen, nitrogen, atau fluor yang, karena perbedaan polaritas antara atom, adalah yang terkuat dari kekuatan ini dan menimbulkan kualitas air.

Gunakan hidrometer sebagai metode eksperimental untuk mengukur kepadatan. Hidrometer adalah alat yang menggunakan prinsip Archimedes untuk mengukur berat jenis. Prinsip ini menyatakan bahwa suatu benda yang terapung dalam zat cair akan menggantikan sejumlah air yang sama dengan berat benda tersebut. Skala terukur di sisi hidrometer akan memberikan berat jenis cairan.

Isi wadah bening dengan bensin dan letakkan hidrometer dengan hati-hati di permukaan bensin. Putar hidrometer untuk mengeluarkan semua gelembung udara dan biarkan posisi hidrometer di permukaan bensin menjadi stabil. Gelembung udara harus dihilangkan karena akan meningkatkan daya apung hidrometer.

Lihat hidrometer sehingga permukaan bensin sejajar dengan mata. Catat nilai yang terkait dengan penandaan pada permukaan bensin. Anda harus mencatat suhu bensin karena berat jenis cairan bervariasi dengan suhu. Analisis pembacaan berat jenis.

Bensin memiliki berat jenis antara 0,71 dan 0,77, tergantung pada komposisi tepatnya. Senyawa aromatik kurang rapat dibandingkan senyawa alifatik, sehingga berat jenis bensin dapat menunjukkan proporsi relatif senyawa tersebut dalam bensin.

Apa perbedaan antara diesel dan bensin? Bensin umumnya terbuat dari hidrokarbon, yang merupakan rangkaian karbon yang dirantai bersama dengan ion hidrogen, yang panjangnya berkisar dari empat hingga 12 atom karbon per molekul.

Bahan bakar yang digunakan dalam mesin bensin juga mengandung jumlah alkana (hidrokarbon jenuh, yang berarti mereka memiliki jumlah hidrogen maksimum atom), sikloalkana (molekul hidrokarbon yang tersusun dalam formasi seperti cincin melingkar) dan alkena (hidrokarbon tak jenuh yang memiliki obligasi).

Bahan bakar diesel menggunakan rantai hidrokarbon yang memiliki jumlah atom karbon lebih banyak, dengan rata-rata 12 atom karbon per molekul. Molekul yang lebih besar ini meningkatkan suhu penguapannya dan bagaimana ia membutuhkan lebih banyak energi dari kompresi sebelum menyala.

Diesel yang terbuat dari minyak bumi juga memiliki sikloalkana serta variasi cincin benzena yang memiliki gugus alkil. Cincin benzena adalah struktur seperti segi enam yang masing-masing terdiri dari enam atom karbon, dan gugus alkil adalah rantai karbon-hidrogen yang diperpanjang yang bercabang dari molekul seperti cincin benzena.

Bahan bakar diesel menggunakan penyalaan bahan bakar untuk menggerakkan ruang berbentuk silinder yang melakukan kompresi yang menghasilkan energi di mobil. Silinder memampatkan dan mengembang melalui langkah-langkah proses mesin empat langkah. Mesin diesel dan bensin keduanya berfungsi menggunakan proses mesin empat langkah yang melibatkan asupan, kompresi, pembakaran, dan pembuangan.

1. Selama langkah intake, piston bergerak dari atas ruang kompresi ke bawah sedemikian rupa sehingga menarik campuran udara dan bahan bakar ke dalam silinder menggunakan perbedaan tekanan yang dihasilkan melalui ini proses. Katup tetap terbuka selama langkah ini sehingga campuran mengalir dengan bebas.
2. Selanjutnya, selama langkah kompresi, piston menekan campuran itu sendiri, meningkatkan tekanan dan menghasilkan energi potensial. Katup ditutup sedemikian rupa sehingga campuran tetap berada di dalam ruangan. Hal ini menyebabkan isi silinder menjadi panas. Mesin diesel menggunakan lebih banyak kompresi isi silinder daripada mesin bensin.
3. Langkah pembakaran, melibatkan memutar poros engkol melalui energi mekanik dari mesin. Dengan suhu yang begitu tinggi, reaksi kimia ini berlangsung spontan dan tidak memerlukan energi luar. Busi atau panas langkah kompresi dapat menyalakan campuran.
4. Akhirnya, langkah buang melibatkan piston yang bergerak kembali ke atas dengan katup buang terbuka sehingga prosesnya dapat berulang. Katup buang memungkinkan mesin mengeluarkan bahan bakar yang menyala yang telah digunakannya.

Mesin bensin dan diesel menggunakan pembakaran internal untuk menghasilkan energi kimia yang diubah menjadi energi mekanik. Energi kimia pembakaran untuk mesin bensin atau kompresi udara di mesin diesel diubah menjadi energi mekanik yang menggerakkan piston mesin. Pergerakan piston ini melalui berbagai langkah menciptakan kekuatan yang menggerakkan mesin itu sendiri.

Mesin bensin atau mesin bensin menggunakan proses penyalaan percikan untuk menyalakan campuran udara dan bahan bakar dan menciptakan energi potensial kimia yang diubah menjadi energi mekanik selama langkah-langkah mesin proses.

Insinyur dan peneliti mencari metode hemat bahan bakar untuk melakukan langkah-langkah dan reaksi terhadap menghemat energi sebanyak mungkin sambil tetap efektif untuk keperluan bensin mesin. Mesin diesel atau penyalaan kompresi ("mesin CI"), sebaliknya, menggunakan pembakaran internal di mana: ruang bakar menampung pengapian bahan bakar yang disebabkan oleh suhu tinggi saat bahan bakar dikompresi.

Peningkatan suhu ini disertai dengan penurunan volume dan peningkatan tekanan sesuai dengan hukum yang menunjukkan bagaimana jumlah gas berubah seperti hukum gas ideal:PV = nRT. Untuk undang-undang ini,Padalah tekanan,Vadalah volume,tidakadalah jumlah mol gas,Radalah konstanta hukum gas ideal danTadalah suhu.

Meskipun persamaan ini mungkin benar secara teori, dalam praktiknya para insinyur harus memperhitungkan kendala dunia nyata seperti bahan yang digunakan untuk membuat mesin pembakaran dan bagaimana bahan bakarnya jauh lebih cair daripada gas murni menjadi.

Perhitungan ini harus menjelaskan bagaimana, dalam mesin bensin, mesin memampatkan campuran bahan bakar-udara menggunakan piston dan busi menyalakan campuran. Mesin diesel, sebaliknya, mengompres udara terlebih dahulu sebelum menyuntikkan dan menyalakan bahan bakar.

Mobil bensin lebih populer di Amerika Serikat sementara mobil diesel membuat hampir setengah dari semua penjualan mobil di negara-negara Eropa. Perbedaan di antara mereka menunjukkan bagaimana sifat kimia bensin memberikan kualitas yang diperlukan untuk keperluan kendaraan dan rekayasa.

Mobil diesel lebih hemat dengan jarak tempuh di jalan raya karena bahan bakar solar memiliki energi yang lebih banyak dibandingkan bahan bakar bensin. Mesin mobil berbahan bakar diesel juga memiliki lebih banyak torsi, atau gaya rotasi, di mesinnya yang berarti mesin ini dapat berakselerasi lebih efisien. Saat berkendara melalui area lain seperti kota, keunggulan diesel kurang signifikan.

Bahan bakar diesel juga biasanya lebih sulit untuk dinyalakan karena volatilitasnya yang lebih rendah, kemampuan suatu zat untuk menguap. Namun, ketika diuapkan, lebih mudah menyala karena memiliki suhu penyalaan otomatis yang lebih rendah. Bensin, di sisi lain, membutuhkan busi untuk menyala.

Hampir tidak ada perbedaan biaya antara bahan bakar bensin dan solar di Amerika Serikat. Karena bahan bakar diesel memiliki jarak tempuh yang lebih baik, biayanya sehubungan dengan jarak tempuh lebih baik. Insinyur juga mengukur output daya mesin mobil menggunakan tenaga kuda, ukuran daya. Sementara mesin diesel dapat berakselerasi dan berputar lebih mudah daripada mesin bensin, mereka memiliki output tenaga kuda yang lebih rendah.

Seiring dengan efisiensi bahan bakar yang tinggi, mesin diesel biasanya memiliki biaya bahan bakar yang lebih rendah, sifat pelumasan yang lebih baik, kepadatan energi yang lebih besar selama proses mesin empat langkah, kurang mudah terbakar dan kemampuan untuk menggunakan bahan bakar biodiesel non-minyak bumi yang lebih ramah lingkungan ramah.