Hvordan måle tettheten av bensin

Å måle tettheten av bensin kan gi deg en bedre forståelse av bruken av bensin til forskjellige formål i forskjellige typer motorer.

Tettheten til en væske er forholdet mellom dens masse og volum. Del massen på volumet for å beregne den. For eksempel hvis du hadde 1 gram bensin som måler 1,33 cm³ i volum, ville tettheten være:

Tettheten av diesel i USA avhenger av klasse 1D, 2D eller 4D. 1D-drivstoff er bedre for kaldt vær fordi det har lavere strømningsmotstand. 2D-drivstoff er bedre for varmere utetemperaturer. 4D er bedre for motorer med lav hastighet. Tettheten deres er henholdsvis 875 kg / m³, 849 kg / m³ og 959 kg / m³. Den europeiske tettheten av diesel i kg / m^{3 .}varierer fra 820 til 845.

Tetthet av bensin kan også defineres ved hjelp av bensinens egenvekt. Spesifikk tyngdekraft er et objekts tetthet sammenlignet med maksimal tetthet av vann. Maksimal tetthet av vann er 1 g / ml ved rundt 4 ° C. Dette betyr at hvis du vet tettheten i g / ml, bør denne verdien være bensinens egenvekt.

En tredje måte å beregne tettheten til en gass bruker den ideelle gassloven:

derPer press,Ver volum, n er antall mol,Rer den ideelle gasskonstanten ogTer temperaturen på gassen. Omorganisering av denne ligningen gir degnV = P / RT, hvor venstre side er et forhold mellomnogV​.

Ved hjelp av denne ligningen kan du beregne forholdet mellom antall mol gass som er tilgjengelig i en mengde gass og volumet. Antall mol kan deretter omdannes til masse ved hjelp av atom- eller molekylvekten til gasspartiklene. Fordi denne metoden er ment for gasser, vil bensin i flytende form avvike mye fra resultatene i denne ligningen.

Vei en gradert sylinder ved hjelp av en metrisk skala. Registrer dette beløpet i gram. Fyll sylinderen med 100 ml bensin og veie den i gram med skalaen. Trekk sylindermassen fra sylindermassen når den inneholder bensin. Dette er bensinens masse. Del denne figuren med volumet, 100 ml, for å få tettheten.

Å kjenne ligninger for tetthet, egenvekt og den ideelle gassloven, kan du bestemme hvordan tettheten varierer som funksjon av andre variabler som temperatur, trykk og volum. Ved å lage en serie målinger av disse størrelsene kan du finne ut hvordan tettheten varierer på grunn av dem eller hvordan tettheten varierer som et resultat av en eller to av disse tre mengdene mens den andre mengden eller mengdene holdes konstant. Dette er ofte praktisk for praktiske bruksområder der du ikke vet all informasjon om hver eneste gassmengde.

Husk at ligninger som den ideelle gassloven kan fungere i teorien, men i praksis tar de ikke hensyn til gassens egenskap i praksis. Den ideelle gassloven tar ikke hensyn til molekylstørrelsen og intermolekylære attraksjonene til gasspartiklene.

Fordi den ideelle gassloven ikke tar høyde for størrelsen på gasspartiklene, er den mindre nøyaktig ved lavere tetthet av gass. Ved lavere tettheter er det større volum og trykk slik at avstandene mellom gasspartikler blir mye større enn partikkelstørrelse. Dette gjør partikkelstørrelsen mindre avvik fra de teoretiske beregningene.

Intermolekylære krefter mellom gasspartiklene beskriver kreftene forårsaket av forskjeller i ladning og struktur mellom kreftene. Disse kreftene inkluderer spredningskrefter, krefter mellom dipolene, eller ladningene, av atomer blant gasspartiklene. Disse er forårsaket av elektronladningene til atomene, avhengig av hvordan partiklene samhandler med omgivelsene blant ikke-ladede partikler som edelgasser.

Dipol-dipolkrefter er derimot de permanente ladningene på atomene og molekylene som brukes blant polare molekyler som formaldehyd. Til slutt beskriver hydrogenbindinger et veldig spesifikt tilfelle av dipol-dipolkrefter der molekyler har hydrogenbundet til oksygen, nitrogen, eller fluor som, på grunn av forskjellen i polaritet mellom atomene, er den sterkeste av disse kreftene og gir opphav til kvaliteter av vann.

Bruk et hydrometer som en metode for eksperimentell måling av tetthet. Et hydrometer er et apparat som bruker prinsippet til Archimedes for å måle egenvekt. Dette prinsippet hevder at et objekt som flyter i en væske, vil fortrenge en mengde vann som er lik gjenstandens vekt. En målt skala på siden av hydrometeret vil gi væskens spesifikke tyngdekraft.

Fyll en klar beholder med bensin og plasser hydrometeret forsiktig på bensinens overflate. Snur hydrometeret for å løsne alle luftboblene og la hydrometerets posisjon på overflaten av bensinen stabilisere seg. Det er viktig at luftboblene fjernes fordi de vil øke oppdriften til hydrometeret.

Se på hydrometeret slik at overflaten på bensinen er i øyehøyde. Registrer verdien som er knyttet til merkingen på bensinens overflatenivå. Du må registrere temperaturen på bensinen, siden den spesifikke tyngdekraften til en væske varierer med temperaturen. Analyser spesifikk tyngdekraftsavlesning.

Bensin har en egenvekt mellom 0,71 og 0,77, avhengig av dens nøyaktige sammensetning. Aromatiske forbindelser er mindre tette enn alifatiske forbindelser, så bensinens egenvekt kan indikere den relative andelen av disse forbindelsene i bensinen.

Hva er forskjellen mellom diesel og bensin? Bensiner er vanligvis laget av hydrokarboner, som er strenger av karbon lenket sammen med hydrogenioner, som varierer i lengde fra fire til 12 karbonatomer per molekyl.

Drivstoffet som brukes i bensinmotorer inneholder også mengder alkaner (mettede hydrokarboner, noe som betyr at de har den maksimale mengden hydrogen atomer), cykloalkaner (hydrokarbonmolekyler arrangert i sirkulære ringlignende formasjoner) og alkener (umettede hydrokarboner som har doble obligasjoner).

Diesel bruker hydrokarbonkjeder som har større antall karbonatomer, med et gjennomsnitt på 12 karbonatomer per molekyl. Disse større molekylene øker fordampningstemperaturen og hvordan den krever mer energi fra kompresjon før de antennes.

Diesel laget av petroleum har også cykloalkaner samt variasjoner av benzenringer som har alkylgrupper. Benzenringer er sekskantlignende strukturer med seks karbonatomer hver, og alkylgrupper er utvidede karbon-hydrogenkjeder som forgrener seg av molekyler som benzenringer.

Diesel bruker en tenning av drivstoffet for å flytte et sylindrisk kammer som utfører kompresjonen som genererer energi i biler. Sylinderen komprimeres og utvides gjennom trinnene i firetaktsmotorprosessen. Diesel- og bensinmotorer fungerer begge ved hjelp av en firetaktsmotorprosess som involverer inntak, kompresjon, forbrenning og eksos.

1. Under inntakstrinnet beveger stempelet seg fra toppen av kompresjonskammeret til bunnen slik at det trekker en blanding av luft og drivstoff inn i sylinderen ved hjelp av trykkforskjellen som genereres gjennom denne prosess. Ventilen forblir åpen under dette trinnet slik at blandingen strømmer fritt gjennom.
2. Neste, under kompresjonstrinnet, presser stempelet blandingen i seg selv, øker trykket og genererer potensiell energi. Ventiler er lukket slik at blandingen forblir inne i kammeret. Dette får sylinderinnholdet til å varme opp. Dieselmotorer bruker mer komprimering av sylinderinnholdet enn bensinmotorer gjør.
3. Forbrenningstrinnet innebærer å rotere veivakselen gjennom den mekaniske energien fra motoren. Med så høy temperatur er denne kjemiske reaksjonen spontan og krever ikke ekstern energi. En tennplugg eller komprimeringstrinnets varme antenner blandingen.
4. Til slutt innebærer eksosstrinnet at stempelet beveger seg tilbake til toppen med eksosventilen åpen slik at prosessen kan gjenta seg. Eksosventilen lar motoren fjerne det antente drivstoffet som den har brukt.

Bensin- og dieselmotorer bruker forbrenning til å generere kjemisk energi som omdannes til mekanisk energi. Den kjemiske forbrenningsenergien for bensinmotorer eller luftkompresjon i dieselmotorer omdannes til mekanisk energi som beveger motorens stempel. Denne bevegelsen av stempelet gjennom forskjellige slag skaper krefter som driver motoren selv.

Bensinmotorer eller bensinmotorer bruker en gnisttenningsprosess for å antenne en blanding av luft og drivstoff og skape kjemisk potensiell energi som omdannes til mekanisk energi under trinnene til motoren prosess.

Ingeniører og forskere ser etter drivstoffeffektive metoder for å utføre disse trinnene og reaksjonene på spare så mye energi som mulig mens du er effektiv for bensin motorer. Dieselmotorer eller kompresjonsteining ("CI-motorer") bruker derimot forbrenning der forbrenningskammeret huser drivstofftenningen forårsaket av høye temperaturer når drivstoffet komprimeres.

Disse temperaturøkningene er ledsaget av redusert volum og økt trykk i samsvar med lover som viser hvordan gassmengdene endres, slik som den ideelle gassloven:PV = nRT. For denne loven,Per press,Ver volum,ner antall mol gass,Rer den ideelle gassloven konstant ogTer temperatur.

Selv om disse ligningene kan være sanne i teorien, må ingeniører i praksis ta hensyn til begrensninger i den virkelige verden som materialet som brukes til å bygge forbrenningsmotoren og hvordan drivstoffet er mye mer flytende enn en ren gass ville gjort være.

Disse beregningene bør redegjøre for hvordan motoren i bensinmotorer komprimerer drivstoff-luftblandingen ved hjelp av stempler og tennpluggene antenner blandingen. Dieselmotorer, derimot, komprimerer luften først før de injiserer og antenner drivstoffet.

Bensinbiler er mer populære i USA, mens dieselbiler utgjør nesten halvparten av alt bilsalg i europeiske land. Forskjellene mellom dem viser hvordan de kjemiske egenskapene til bensin gir den de kvalitetene som er nødvendige for kjøretøy og tekniske formål.

Dieselbiler er mer effektive med kjørelengde på motorveien fordi diesel har mer energi enn bensin. Bilmotorer på diesel har også mer dreiemoment, eller rotasjonskraft, i motorene sine, noe som betyr at disse motorene kan akselerere mer effektivt. Når du kjører gjennom andre områder som byer, er dieselfordelen mindre betydelig.

Diesel er vanligvis også vanskeligere å antenne på grunn av dens lavere flyktighet, et stoffs evne til å fordampe. Når det er fordampet, er det imidlertid lettere å antenne fordi det har lavere selvantennelsestemperatur. Bensin krever derimot en tennplugg for å antennes.

Det er knapt noen kostnadsforskjell mellom bensin og diesel i USA. Fordi diesel har bedre kjørelengde, er kostnadene med hensyn til kjørte miles bedre. Ingeniører måler også kraftuttaket til bilmotorer ved hjelp av hestekrefter, et mål på kraft. Mens dieselmotorer kan akselerere og rotere lettere enn bensin, gjør de mindre hestekrefter.

Sammen med høy drivstoffeffektivitet har dieselmotorer vanligvis lavere drivstoffkostnader, bedre smøreegenskaper, større tetthet av energi under firetaktsmotorprosessen, mindre brennbarhet og evnen til å bruke biodiesel som ikke er petroleum som er mer miljøvennlig vennlig.