가솔린의 밀도를 측정하는 방법

가솔린의 밀도를 측정하면 다양한 유형의 엔진에서 다양한 목적으로 가솔린의 사용을 더 잘 이해할 수 있습니다.

액체의 밀도는 부피 대 질량의 비율입니다. 질량을 부피로 나누어 계산합니다. 예를 들어, 1.33cm 크기의 휘발유 1g이 있다면³ 부피에서 밀도는 다음과 같습니다.

미국의 디젤 연료 밀도는 클래스 1D, 2D 또는 4D에 따라 다릅니다. 1D 연료는 흐름에 대한 저항이 낮기 때문에 추운 날씨에 더 좋습니다. 2D 연료는 더 따뜻한 외부 온도에 더 좋습니다. 4D는 저속 엔진에 더 좋습니다. 밀도는 각각 875kg / m입니다.³, 849kg / m³ 및 959 kg / m³. 유럽의 디젤 밀도 (kg / m)^{3 .}범위는 820에서 845입니다.

휘발유의 밀도는 휘발유의 비중을 사용하여 정의 할 수도 있습니다. 비중은 물의 최대 밀도에 비해 물체의 밀도입니다. 물의 최대 밀도는 약 4 ° C에서 1g / ml입니다. 즉, 밀도를 g / ml 단위로 알고 있다면 그 값은 가솔린의 비중이어야합니다.

기체 밀도를 계산하는 세 번째 방법은 이상 기체 법칙을 사용합니다.

어느피압력,V부피, n은 몰수,아르 자형이상 기체 상수이고티가스의 온도입니다. 이 방정식을 재정렬하면nV = P / RT, 여기서 왼쪽은엔과V​.

이 방정식을 사용하면 가스의 양과 부피에서 사용할 수있는 가스의 몰 수 사이의 비율을 계산할 수 있습니다. 그런 다음 가스 입자의 원자 또는 분자량을 사용하여 몰 수를 질량으로 변환 할 수 있습니다. 이 방법은 기체를위한 것이므로 액체 형태의 가솔린은이 방정식의 결과에서 많이 벗어납니다.

미터법 눈금을 사용하여 눈금이 매겨진 실린더의 무게를 재십시오. 이 양을 그램으로 기록하십시오. 실린더에 가솔린 100ml를 채우고 저울과 함께 그램 단위로 무게를 잰다. 가솔린이 포함 된 실린더의 질량에서 실린더의 질량을 뺍니다. 이것은 가솔린의 질량입니다. 이 수치를 부피 100ml로 나누어 밀도를 구하십시오.

밀도, 비중 및 이상 기체 법칙에 대한 방정식을 알고 있으면 온도, 압력 및 부피와 같은 다른 변수의 함수로 밀도가 어떻게 변하는 지 확인할 수 있습니다. 이러한 양에 대한 일련의 측정을 수행하면 밀도가 그 결과로 어떻게 변하는 지 또는 밀도는이 세 가지 수량 중 하나 또는 두 가지의 결과로 달라지고 다른 수량 또는 수량은 유지됩니다. 일정한. 이는 모든 단일 가스량에 대한 모든 정보를 알지 못하는 실제 응용 분야에 유용합니다.

이상 기체 법칙과 같은 방정식은 이론적으로 작동 할 수 있지만 실제로는 기체의 적절성을 고려하지 않습니다. 이상 기체 법칙은 기체 입자의 분자 크기와 분자간 매력을 고려하지 않습니다.

이상 기체 법칙은 기체 입자의 크기를 고려하지 않기 때문에 낮은 밀도의 기체에서는 정확도가 떨어집니다. 밀도가 낮을수록 부피와 압력이 커져 가스 입자 사이의 거리가 입자 크기보다 훨씬 커집니다. 이것은 입자 크기가 이론적 계산에서 벗어난 편차를 줄입니다.

가스 입자 사이의 분자간 힘은 힘 사이의 전하와 구조의 차이로 인해 발생하는 힘을 설명합니다. 이러한 힘에는 분산력, 쌍극자 사이의 힘 또는 가스 입자 사이의 원자 전하가 포함됩니다. 이들은 입자가 희가스와 같은 충전되지 않은 입자 사이에서 환경과 상호 작용하는 방식에 따라 원자의 전자 전하에 의해 발생합니다.

반면에 쌍극자-쌍극자 힘은 포름 알데히드와 같은 극성 분자 사이에서 사용되는 원자와 분자의 영구 전하입니다. 마지막으로, 수소 결합은 분자가 수소, 질소, 산소에 결합 된 쌍극자-쌍극자 힘의 매우 특정한 경우를 설명합니다. 또는 원자 사이의 극성 차이로 인해 이러한 힘 중 가장 강하고 물.

밀도 계를 실험적으로 측정하는 방법으로 사용합니다. 비중계는 아르키메데스의 원리를 사용하여 비중을 측정하는 장치입니다. 이 원리는 액체에 떠 다니는 물체가 물체의 무게와 같은 양의 물을 대체 할 것이라는 점입니다. 비중계 측면의 측정 된 눈금은 액체의 비중을 제공합니다.

투명한 용기에 휘발유를 채우고 휘발유 표면에 비중계를 조심스럽게 놓습니다. 비중계를 돌려 모든 기포를 제거하고 휘발유 표면의 비중계 위치가 안정화되도록합니다. 비중계의 부력을 증가 시키므로 기포를 제거하는 것이 중요합니다.

휘발유 표면이 눈높이에 있도록 비중계를 봅니다. 가솔린의 표면 수준에서 표시와 관련된 값을 기록하십시오. 액체의 비중은 온도에 따라 달라 지므로 가솔린의 온도를 기록해야합니다. 비중 측정 값을 분석합니다.

가솔린은 정확한 구성에 따라 비중이 0.71에서 0.77 사이입니다. 방향족 화합물은 지방족 화합물보다 밀도가 낮으므로 가솔린의 비중은 가솔린에서 이러한 화합물의 상대적인 비율을 나타낼 수 있습니다.

디젤과 가솔린의 차이점은 무엇입니까? 가솔린은 일반적으로 수소 이온과 함께 연결된 탄소의 줄인 탄화수소로 만들어지며 길이 범위는 분자 당 4 ~ 12 개의 탄소 원자입니다.

가솔린 엔진에 사용되는 연료에는 또한 많은 양의 알칸 (포화 탄화수소)이 포함되어 있습니다. 원자), 시클로 알칸 (원형 고리 모양으로 배열 된 탄화수소 분자) 및 알켄 (이중을 갖는 불포화 탄화수소) 채권).

디젤 연료는 더 많은 수의 탄소 원자를 가진 탄화수소 사슬을 사용하며 평균은 분자 당 12 개의 탄소 원자입니다. 이 큰 분자는 증발 온도를 높이고 점화 전 압축에서 더 많은 에너지를 필요로합니다.

석유로 만든 디젤에는 사이클로 알칸과 알킬기를 갖는 벤젠 고리의 변형도 있습니다. 벤젠 고리는 각각 6 개의 탄소 원자로 이루어진 육각형 구조이며, 알킬기는 벤젠 고리와 같은 분자에서 분기되는 확장 된 탄소-수소 사슬입니다.

디젤 연료는 연료의 점화를 사용하여 자동차에서 에너지를 생성하는 압축을 수행하는 원통형 챔버를 이동시킵니다. 실린더는 4 행정 엔진 프로세스의 단계를 통해 압축 및 팽창합니다. 디젤 및 가솔린 엔진은 모두 흡기, 압축, 연소 및 배기를 포함하는 4 행정 엔진 프로세스를 사용하여 작동합니다.

1. 흡입 단계에서 피스톤은 압축 챔버의 상단에서 하단으로 이동하여 이를 통해 생성 된 압력 차를 사용하여 공기와 연료의 혼합물을 실린더로 끌어들입니다. 방법. 밸브는 혼합물이 자유롭게 흐르도록이 단계 동안 열려 있습니다.
2. 다음으로 압축 단계에서 피스톤이 혼합물 자체를 눌러 압력을 높이고 위치 에너지를 생성합니다. 혼합물이 챔버 내부에 남아 있도록 밸브가 닫힙니다. 이로 인해 실린더 내용물이 가열됩니다. 디젤 엔진은 가솔린 엔진보다 실린더 내용물의 압축을 더 많이 사용합니다.
3. 연소 단계는 엔진의 기계적 에너지를 통해 크랭크 축을 회전시키는 단계입니다. 이러한 높은 온도에서이 화학 반응은 자발적이며 외부 에너지가 필요하지 않습니다. 스파크 플러그 또는 압축 단계의 열이 혼합물을 점화시킵니다.
4. 마지막으로, 배기 단계는 프로세스가 반복 될 수 있도록 배기 밸브가 열린 상태에서 피스톤이 위로 이동하는 것을 포함합니다. 배기 밸브는 엔진이 사용한 점화 된 연료를 제거 할 수 있도록합니다.

가솔린 및 디젤 엔진은 내연 기관을 사용하여 기계적 에너지로 변환되는 화학 에너지를 생성합니다. 가솔린 엔진의 연소 화학 에너지 또는 디젤 엔진의 공기 압축은 엔진의 피스톤을 움직이는 기계적 에너지로 변환됩니다. 다른 스트로크를 통한 피스톤의 이러한 움직임은 엔진 자체에 동력을 공급하는 힘을 생성합니다.

가솔린 엔진 또는 가솔린 엔진은 스파크 점화 프로세스를 사용하여 공기와 연료의 혼합물을 점화합니다. 엔진의 단계에서 기계적 에너지로 변환되는 화학적 위치 에너지를 생성합니다. 방법.

엔지니어와 연구원은 이러한 단계와 반응을 수행하는 연료 효율적인 방법을 찾습니다. 가솔린의 목적을 위해 효과적인 상태를 유지하면서 가능한 한 많은 에너지를 보존합니다. 엔진. 반대로 디젤 엔진 또는 압축 점화 ( "CI 엔진")는 내연 기관을 사용합니다. 연소실은 연료가 압축 될 때 고온으로 인한 연료 점화를 수용합니다.

이러한 온도 상승은 이상 기체 법칙과 같이 기체 양이 어떻게 변하는지를 보여주는 법칙에 따라 부피 감소와 압력 증가를 동반합니다.PV = nRT. 이 법을 위해피압력,V볼륨,엔가스의 몰수,아르 자형이상 기체 법칙 상수이고티온도입니다.

이러한 방정식은 이론상 사실 일 수 있지만 실제로 엔지니어는 실제 제약 조건을 고려해야합니다. 연소 엔진을 만드는 데 사용되는 재료와 연료가 순수한 가스보다 훨씬 더 액체 인 방법 등 있다.

이러한 계산은 가솔린 엔진에서 엔진이 피스톤을 사용하여 연료-공기 혼합물을 압축하고 점화 플러그가 혼합물을 점화하는 방법을 설명해야합니다. 반대로 디젤 엔진은 연료를 분사하고 점화하기 전에 먼저 공기를 압축합니다.

가솔린 자동차는 미국에서 더 인기가있는 반면 디젤 자동차는 유럽 국가에서 전체 자동차 판매의 거의 절반을 차지합니다. 이들의 차이점은 가솔린의 화학적 특성이 차량 및 엔지니어링 목적에 필요한 품질을 제공하는 방법을 보여줍니다.

디젤 연료는 가솔린 연료보다 더 많은 에너지를 가지고 있기 때문에 디젤 자동차는 고속도로 주행 거리에서 더 효율적입니다. 디젤 연료를 사용하는 자동차 엔진은 또한 엔진에 더 많은 토크 또는 회전력을 가지고있어 이러한 엔진이 더 효율적으로 가속 할 수 있습니다. 도시와 같은 다른 지역을 주행 할 때 디젤 이점은 덜 중요합니다.

디젤 연료는 또한 낮은 휘발성, 물질의 증발 능력 때문에 점화하기가 더 어렵습니다. 그러나 증발하면 자연 발화 온도가 낮기 때문에 발화하기가 더 쉽습니다. 반면 가솔린은 점화를 위해 점화 플러그가 필요합니다.

미국에서는 휘발유와 디젤 연료의 비용 차이가 거의 없습니다. 디젤 연료는 주행 거리가 더 좋기 때문에 주행 거리에 대한 비용이 더 좋습니다. 엔지니어들은 또한 동력의 척도 인 마력을 사용하여 자동차 엔진의 동력 출력을 측정합니다. 디젤 엔진은 가솔린 엔진보다 더 쉽게 가속 및 회전 할 수 있지만 마력 출력이 낮습니다.

높은 연료 효율과 함께 디젤 엔진은 일반적으로 연료 비용이 낮고 윤활 특성이 우수하며 에너지 밀도가 높습니다. 4 행정 엔진 공정 중 인화성이 적고 환경 친화적 인 바이오 디젤 비 석유 연료를 사용할 수 있습니다. 친한.