Hur man mäter bensinens densitet

Att mäta bensintätheten kan ge dig en bättre förståelse för användningen av bensin för olika ändamål i olika typer av motorer.

Vätskans densitet är förhållandet mellan dess massa och volym. Dela massan med volymen för att beräkna den. Till exempel om du hade 1 gram bensin som mäter 1,33 cm³ i volym skulle densiteten vara:

Densiteten av dieselbränsle i USA beror på dess klass 1D, 2D eller 4D. 1D-bränsle är bättre för kallt väder eftersom det har lägre flödesmotstånd. 2D-bränslen är bättre för varmare utetemperaturer. 4D är bättre för motorer med låg hastighet. Deras densiteter är 875 kg / m³, 849 kg / m³ och 959 kg / m³. Den europeiska densiteten av diesel i kg / m^{3 .}varierar från 820 till 845.

Densitet av bensin kan också definieras med hjälp av bensinens specifika vikt. Specifik vikt är ett objekts densitet jämfört med den maximala vattentätheten. Den maximala densiteten för vatten är 1 g / ml vid cirka 4 ° C. Detta innebär att om du känner till densiteten i g / ml, bör detta värde vara bensinens specifika vikt.

Ett tredje sätt att beräkna gasens densitet använder den ideala gaslagen:

i vilkenPär tryck,Vär volym, n är antalet mol,Rär den ideala gaskonstanten ochTär gasens temperatur. Att omorganisera denna ekvation ger dignV = P / RT, där den vänstra sidan är ett förhållande mellannochV​.

Med hjälp av denna ekvation kan du beräkna förhållandet mellan antalet mol gas som finns i en mängd gas och volymen. Antalet mol kan sedan omvandlas till massa med användning av atom- eller molekylvikten för gaspartiklarna. Eftersom denna metod är avsedd för gaser kommer bensin i flytande form att avvika mycket från resultaten av denna ekvation.

Väg en graderad cylinder med en metrisk skala. Registrera denna mängd i gram. Fyll cylindern med 100 ml bensin och väg den i gram med vågen. Subtrahera cylinderns massa från cylinderns massa när den innehåller bensin. Det här är bensinens massa. Dela denna siffra med volymen, 100 ml, för att få densiteten.

Genom att känna till ekvationer för densitet, specifik vikt och den ideala gaslagen kan du bestämma hur densiteten varierar beroende på andra variabler som temperatur, tryck och volym. Genom att göra en serie mätningar av dessa kvantiteter kan du hitta hur densiteten varierar beroende på dem eller hur densiteten varierar beroende på en eller två av dessa tre kvantiteter medan den andra kvantiteten eller kvantiteterna hålls konstant. Detta är ofta praktiskt för praktiska tillämpningar där du inte känner till all information om varje enskild gasmängd.

Tänk på att ekvationer som den ideala gaslagen kan fungera i teorin, men i praktiken tar de inte hänsyn till gasernas korrekta i praktiken. Den ideala gaslagen tar inte hänsyn till gaspartiklarnas molekylstorlek och intermolekylära attraktioner.

Eftersom den ideala gaslagen inte tar hänsyn till storleken på gaspartiklarna är den mindre exakt vid lägre gasdensiteter. Vid lägre densiteter finns större volym och tryck så att avstånden mellan gaspartiklar blir mycket större än partikelstorlek. Detta gör partikelstorleken mindre avvikande från de teoretiska beräkningarna.

Intermolekylära krafter mellan gaspartiklarna beskriver krafterna orsakade av skillnader i laddning och struktur mellan krafterna. Dessa krafter inkluderar dispersionskrafter, krafter mellan dipolerna eller laddningarna av atomer bland gaspartiklarna. Dessa orsakas av atomernas elektronladdningar beroende på hur partiklarna interagerar med sin omgivning bland icke laddade partiklar som ädelgaser.

Dipol-dipolkrafter, å andra sidan, är de permanenta laddningarna på atomerna och molekylerna som används bland polära molekyler som formaldehyd. Slutligen beskriver vätebindningar ett mycket specifikt fall av dipol-dipolkrafter i vilka molekyler har väte bundna till syre, kväve, eller fluor som på grund av skillnaden i polaritet mellan atomerna är de starkaste av dessa krafter och ger upphov till egenskaper hos vatten.

Använd en hydrometer som en metod för experimentell mätning av densitet. En hydrometer är en anordning som använder principen för Archimedes för att mäta specifik vikt. Denna princip innebär att ett föremål som flyter i en vätska kommer att förskjuta en mängd vatten som är lika med föremålets vikt. En uppmätt skala på sidan av hydrometern kommer att ge vätskans specifika vikt.

Fyll en klar behållare med bensin och placera hydrometern försiktigt på bensinens yta. Snurra hydrometern för att lossa alla luftbubblor och låta hydrometerns position på bensinens yta stabiliseras. Det är viktigt att luftbubblorna avlägsnas eftersom de ökar hydrometerns flytkraft.

Se hydrometern så att bensinens yta är i ögonhöjd. Registrera värdet som är associerat med markeringen på bensinens ytnivå. Du måste registrera bensinens temperatur eftersom vätskans specifika vikt varierar med temperaturen. Analysera den specifika gravitationen.

Bensin har en specifik vikt mellan 0,71 och 0,77, beroende på dess exakta sammansättning. Aromatiska föreningar är mindre täta än alifatiska föreningar, så bensinens specifika vikt kan indikera den relativa andelen av dessa föreningar i bensinen.

Vad är skillnaden mellan diesel och bensin? Bensiner är i allmänhet gjorda av kolväten, som är strängar av kol som är kedjade tillsammans med vätejoner, som sträcker sig i längd från fyra till 12 kolatomer per molekyl.

Bränslet som används i bensinmotorer innehåller också mängder alkaner (mättade kolväten, vilket innebär att de har den maximala mängden väte atomer), cykloalkaner (kolväte-molekyler anordnade i cirkulära ringliknande formationer) och alkener (omättade kolväten som har dubbla obligationer).

Diesel använder kolvätekedjor som har ett större antal kolatomer, med genomsnittet 12 kolatomer per molekyl. Dessa större molekyler ökar dess avdunstningstemperatur och hur det kräver mer energi från kompression innan de antänds.

Diesel tillverkad av petroleum har också cykloalkaner samt variationer av bensenringar som har alkylgrupper. Bensenringar är sexkantiga strukturer med sex kolatomer vardera, och alkylgrupper är förlängda kol-vätekedjor som förgrenar sig från molekyler såsom bensenringar.

Dieselbränsle använder en tändning av bränslet för att flytta en cylindrisk kammare som utför kompressionen som genererar energi i bilar. Cylindern komprimeras och expanderar genom stegen i fyrtaktsmotorprocessen. Diesel- och bensinmotorer fungerar båda med en fyrtaktsmotorprocess som involverar intag, kompression, förbränning och avgas.

1. Under intagssteget rör sig kolven från toppen av kompressionskammaren till botten så att den drar in en blandning av luft och bränsle in i cylindern med hjälp av den tryckskillnad som genereras genom denna bearbeta. Ventilen förblir öppen under detta steg så att blandningen flyter fritt igenom.
2. Därefter, under kompressionssteget, pressar kolven blandningen i sig själv, ökar trycket och genererar potentiell energi. Ventilerna är stängda så att blandningen förblir inne i kammaren. Detta gör att cylinderinnehållet värms upp. Dieselmotorer använder mer kompression av cylinderinnehållet än bensinmotorer gör.
3. Förbränningssteget innebär att vevaxeln roteras genom den mekaniska energin från motorn. Med en så hög temperatur är denna kemiska reaktion spontan och kräver ingen extern energi. En tändstift eller kompressionsstegets värme antar antingen blandningen.
4. Slutligen innebär avgassteget att kolven rör sig tillbaka till toppen med avgasventilen öppen så att processen kan upprepas. Avgasventilen låter motorn ta bort det antända bränslet som den har använt.

Bensin- och dieselmotorer använder förbränning för att generera kemisk energi som omvandlas till mekanisk energi. Den kemiska förbränningsenergin för bensinmotorer eller luftkomprimering i dieselmotorer omvandlas till mekanisk energi som rör motorns kolv. Denna rörelse av kolven genom olika slag skapar krafter som driver motorn själv.

Bensinmotorer eller bensinmotorer använder en gnisttändningsprocess för att antända en blandning av luft och bränsle och skapa kemisk potentiell energi som omvandlas till mekanisk energi under motorns steg bearbeta.

Ingenjörer och forskare letar efter bränsleeffektiva metoder för att utföra dessa steg och reaktioner på spara så mycket energi som möjligt och samtidigt vara effektiv för bensin motorer. Dieselmotorer eller kompressionständning ("CI-motorer") använder däremot en förbränning där förbränningskammaren rymmer bränsletändning orsakad av höga temperaturer när bränslet komprimeras.

Dessa temperaturökningar åtföljs av minskad volym och ökat tryck i enlighet med lagar som visar hur gasmängder förändras, såsom den ideala gaslagen:PV = nRT. För denna lag,Pär tryck,Vär volym,när antalet mol av gasen,Rär den ideala gaslagen konstant ochTär temperatur.

Även om dessa ekvationer kan vara sanna i teorin måste ingenjörer i praktiken ta hänsyn till verkliga begränsningar som material som används för att bygga förbränningsmotorn och hur bränslet är mycket mer flytande än en ren gas skulle göra vara.

Dessa beräkningar bör redogöra för hur, i bensinmotorer, komprimerar motorn bränsle-luftblandningen med kolvar och tändstiftet antänder blandningen. Dieselmotorer, däremot, komprimerar luften först innan de injicerar och tänder bränslet.

Bensinbilar är mer populära i USA medan dieselbilar utgör nästan hälften av all bilförsäljning i europeiska länder. Skillnaderna mellan dem visar hur de kemiska egenskaperna hos bensin ger den de kvaliteter som krävs för fordon och tekniska ändamål.

Dieselbilar är effektivare med körsträcka på motorvägen eftersom diesel har mer energi än bensinbränsle. Bilmotorer på dieselbränslen har också mer vridmoment eller rotationskraft i sina motorer vilket innebär att dessa motorer kan accelerera mer effektivt. När du kör genom andra områden som städer är dieselfördelen mindre betydande.

Dieselbränsle är också vanligtvis svårare att antända på grund av dess lägre flyktighet, ett ämnes förmåga att avdunsta. När det förångas är det dock lättare att antända eftersom det har lägre självantändningstemperatur. Bensin, å andra sidan, kräver en tändstift för att antända.

Det finns knappast någon kostnadsskillnad mellan bensin och dieselbränslen i USA. Eftersom dieselbränslen har bättre körsträcka är deras kostnad i förhållande till körda mil bättre. Ingenjörer mäter också effekt från bilmotorer med hästkrafter, ett mått på kraft. Även om dieselmotorer kan accelerera och rotera lättare än bensinmotorer, har de lägre hästkrafter.

Tillsammans med hög bränsleeffektivitet har dieselmotorer vanligtvis lägre bränslekostnader, bättre smörjegenskaper, större täthet av energi under fyrtaktsmotorprocessen, mindre brandfarlighet och förmågan att använda biodieselbränsle som inte är petroleum som är mer miljövänligt vänlig.