پیکنومتر ابزاری برای تعیین چگالی نسبی یا وزن مخصوص اجسام جامد. فلاسک با وزن مخصوص از یک فلاسک شیشه ای با درب لوله ای بلند تشکیل شده است. فلاسک، زمانی که با آب مقطر پر می شود، و هنگامی که درپوش فشار داده می شود تا آب از داخل لوله درپوش سرریز شود، در هر دمای معینی حجم خاصی و در نتیجه وزن خاصی از مایع را نگه می دارد. وزن ترکیبی فلاسک و درپوش آن و وزن آبی که هنگام فشار دادن درب در آن وجود دارد و همچنین وزن کل فلاسک و محتویات آن پس از قرار دادن جسم جامد در آن، سپس فضای خالی پر شده با آب مقطر دوباره پر می شود و باز هم درپوش فشار داده می شود، وزن جسم جامد در هوا و وزن آب جابجا شده توسط آن هنگام قرار گرفتن در پیکنومتر به راحتی قابل تعیین است. اینها داده های لازم برای محاسبه چگالی نسبی یا وزن مخصوص بدن هستند - واحد جرم آب مقطر در دمای ۴ درجه سانتیگراد تقسیم بر حجم ظاهری آن در همان دما که واحد معمول چگالی است. این واحد در جداول وزن مخصوص "۱۰۰۰" نوشته می شود که در آن وزن مخصوص اجسام سبک تر از آب در سه رقم اعشار بیان می شود. چگالی، چگالی، وزن مخصوص (زیر گرانش)، حجم و جرم را ببینید. شما اکنون می توانید صورت نیاز پیکومتر مورد نیاز خود را از فروشگاه آنلاین دانا آزما خریداری کرده و آن را درب محل از پرسنل این فروشگاه دریافت نمائید.

بررسی تخصصی پیکومتر

برای بررسی تخصصی پیکومتر ابتدا باید به شما بگوئیم که چگالی، جرم واحد حجم یک ماده مادی. فرمول چگالی d = M/V است که d چگالی، M جرم و V حجم است. چگالی معمولاً بر حسب واحد گرم بر سانتی متر مکعب بیان می شود. به عنوان مثال، چگالی آب ۱ گرم بر سانتی متر مکعب و چگالی زمین ۵.۵۱ گرم بر سانتی متر مکعب است. چگالی را می توان به صورت کیلوگرم بر متر مکعب (بر حسب متر-کیلوگرم-ثانیه یا واحد SI) نیز بیان کرد. به عنوان مثال، چگالی هوا ۱.۲ کیلوگرم بر متر مکعب است. چگالی جامدات، مایعات و گازهای معمولی در کتاب های درسی و کتاب های راهنما ذکر شده است. چگالی وسیله ای مناسب برای به دست آوردن جرم یک جسم از حجم آن یا بالعکس ارائه می دهد. جرم برابر است با حجم ضرب در چگالی (M = Vd)، در حالی که حجم برابر است با جرم تقسیم بر چگالی (V = M/d). وزن یک جسم که معمولاً از جرم آن بیشتر مورد توجه عملی است، با ضرب جرم در شتاب گرانش به دست می آید. جداولی که وزن در واحد حجم مواد را فهرست می کند نیز موجود است. این مقدار دارای عناوین مختلفی مانند چگالی وزن، وزن مخصوص یا وزن واحد است. وزن مخصوص را نیز ببینید. عبارت چگالی ذرات به تعداد ذرات در واحد حجم اشاره دارد نه به چگالی یک ذره و معمولاً به صورت n بیان می شود. البته لازم به ذکر است که چگالی اندازه گیری میزان فشرده بودن جرم در یک ماده یا جسم است. چگالی یک جسم یا ماده را می توان از این معادله محاسبه کرد: چگالی بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب برابر است با جرم بر حسب کیلوگرم تقسیم بر حجم بر حسب متر مکعب. یا به عبارت دیگر، چگالی جرمی است که روی یک حجم پخش می شود. یا به عبارت دیگر، تعداد کیلوگرم هایی است که ۱ متر مکعب از ماده وزن می کند. اگر وزن هر متر مکعب بیشتر باشد، ماده متراکم تر است. باید به شما بگوئیم که چگالی بسیار مهم است زیرا به بالا آمدن یا فرو رفتن اشیا مربوط می شود. مواد با چگالی کمتر، به ویژه در مورد مایعات و گازها، بیشتر از مواد متراکم تر بالا می روند. بنابراین درک چگالی پیامدهای عمده ای برای حرکت مواد و گازها در جو و اجسام شناور (یا غرق شدن) در آب دارد. چگالی دلیل غرق شدن برخی اجسام و شناور شدن اجسام دیگر است. و به همین دلیل است که برخی از ابرها در آسمان بالا هستند، در حالی که برخی دیگر در پایین هستند. تراکم به این معنی است که اگر دو مکعب با اندازه یکسان از مواد مختلف را بردارید و آنها را وزن کنید، معمولاً وزن یکسانی ندارند. همچنین به این معنی است که یک مکعب بزرگ از فوم فوم می تواند به اندازه یک مکعب کوچک سرب باشد. نمونه هایی از مواد متراکم عبارتند از آهن، سرب یا پلاتین. بسیاری از انواع فلز و سنگ بسیار متراکم هستند. مواد متراکم به احتمال زیاد "احساس" سنگین یا سختی دارند. اگر چه یک ماده پراکنده (پراکنده برعکس متراکم است) اگر واقعا بزرگ باشد می تواند احساس سنگینی کند. نمونه هایی از مواد پراکنده می تواند فوم، شیشه، چوب های نرم مانند بامبو یا فلزات سبک مانند آلومینیوم باشد.

به طور کلی گازها نسبت به مایعات و مایعات چگالی کمتری نسبت به جامدات دارند. این به این دلیل است که جامدات دارای ذرات متراکم هستند، در حالی که مایعات موادی هستند که ذرات می توانند در اطراف یکدیگر بلغزند و گازها دارای ذرات آزاد هستند که در سراسر مکان حرکت می کنند. بیایید مثالی از نحوه استفاده از معادله چگالی را مرور کنیم، که ممکن است به یاد داشته باشید چگالی بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب برابر است با جرم بر حسب کیلوگرم، تقسیم بر حجم بر حسب متر مکعب. فرض کنید یک مکعب از یک جامد ناشناخته دارید. یکی از اضلاع مکعب را اندازه می گیرید و طول آن ۰.۱ متر است. شما مکعب را وزن می کنید و ۷.۸ کیلوگرم است. با استفاده از این جدول داده های چگالی، جامد را شناسایی کنید. شما اکنون باید از این نکته مطلع باشید که یکنومتر آزمایشگاهی وسیله ای آزمایشگاهی برای اندازه گیری چگالی مایعات با دقت بالا است. در مقاله پیش رو به معرفی ای اجمالی در مورد پیکنومتر خواهیم پرداخت و در ادامه، روش تعیین چگالی مایعات با استفاده از آن را آموزش میدهیم. لازم به ذکر است که یک روش سریع و آسان جهت تعیین چگالی مایعات در آزمایشگاه، استفاده از وسیله ای به نام پیکنومتر است. پیکنومتر وسیله ای شبیه به بالن ژوژه و از جنس شیشه است. به منظور خروج حباب های هوا از داخل پیکنومتر آزمایشگاهی، لوله ای مویین در وسط درپوش شیشه ای و شیاردار آن تعبیه شده است. پیکنومتر دستگاهی است که به کمک مایعی استاندارد مانند آب مقطر و با استفاده از تعادل تحلیلی می توان چگالی هر مایعی را با دقت بالا محاسبه کرد. حجم پیکنومترها روی بدنه آنها درج شده است. البته پیکنومتر با عنوان بطری وزن مخصوص نیز شناخته میشود. دلیل آن هم این است که وزن مخصوص و چگالی به سادگی به یکدیگر مرتبط هستند و از روی یکی، میتوان دیگری را نیز بدست آورد. اگر بخواهیم از روش تعیین چگالی مایع توسط پیکومتر به شما بگوئیم باید بدانید که به منظور اندازه گیری چگالی یک مایع، نیاز به اندازه گیری جرم و حجم مایع مورد نظر را داریم که از تقسیم جرم بر حجم آن، چگالی محاسبه می شود. ابتدا جرم پیکنومتر خالی و سپس پیکنومتر حاوی آب مقطر اندازه گیری می شود. دقت شود درپوش به درستی بسته شده و آب اضافه از آن خارج شود تا دقت کار حفظ شود. اختلاف جرم این دو عدد همان جرم آب مقطر است. چگالی آب مقطر با تغییر دما تغییر می کند و نیاز است که از پیش چگالی آب در دمای کاری به کمک هندبوک های موجود تعیین شود. طبق رابطه زیر حجم آب یا پیکنومتر آزمایشگاهی بدست می آید.

چگالی معمولاً بر حسب گرم در سانتی متر مکعب بیان می‌شود. به عنوان مثال چگالی آب ۱ گرم در سانتی متر مکعب و چگالی زمین ۵/۵۱ گرم در سانتی متر مکعب است. چگالی همچنین می‌تواند به صورت کیلوگرم بر متر مکعب (در واحد کیلوگرم ثانیه یا واحد SI) بیان شود. به عنوان مثال چگالی هوا ۱/۲ کیلوگرم بر متر مکعب است. چگالی یا تراکم مواد جامد، مایعات و گاز های متداول در کتاب‌های درسی و کتاب‌های مرجع به عنوان راهنما ذکر شده است. البته لازم به ذکر است که چگالی ابزاری مناسب برای به دست آوردن جرم یک جسم از حجم آن یا بالعکس ارائه می‌دهد. وزن یک جسم که معمولاً بیشتر از جرم آن مورد توجه است با ضرب جرم در شتاب جاذبه به دست می ‌آید. جداولی که وزن هر واحد حجم مواد را فهرست می‌کنند نیز موجود هستند. این جداول عناوین مختلفی از جمله چگالی وزنی، وزن ویژه، وزن واحد یا جرم ویژه دارند. منظور از چگالی یک ذره تعداد ذرات موجود در واحد حجم است نه چگالی یک ذره منفرد و معمولاً به صورت n بیان می‌شود. لازم به ذکر است که مدت هاست که بسیاری از ما درک کرده ایم که “روغن سبک تر از آب است” ، یا اینکه آهن “سنگین تر” از قند است. در بیان چنین اظهاراتی ، ما به طور ضمنی در حال مقایسه حجم مساوی این مواد هستیم مثلا می توانیم بگوییم چگالی روغن از آب کمتر است. به هر حال ، ما می دانیم که یک فنجان شکر بیش از یک میخ فولاد معمولی وزن خواهد داشت. جرم و حجم معیارهای اندازه گیری یک ماده است و به همین ترتیب به عنوان خصوصیات بسیط ماده تعریف می شوند. با تقسیم این دو معیار می توان به Density یک ماده دست یافت. این موارد در مبحث چگالی چیست علوم ششم شرح داده شده است. Density ماده با توجه به دما و فشار متغیر است. این تغییر معمولاً برای جامدات و مایعات کم است اما برای گازها بسیار بیشتر است. افزایش فشار بر روی یک جسم باعث کاهش حجم جسم می شود و بنابراین Density آن افزایش می یابد. افزایش درجه حرارت ماده (با چند مورد استثنا) با افزایش حجم از چگالی آن می کاهد. در اکثر مواد ، گرم شدن کف سیال به دلیل کاهش تراکم سیال گرم شده منجر به انتقال گرما از پایین به بالا می شود.

این امر باعث بالا رفتن آن نسبت به مواد غیر گرم شده متراکم تر می شود. متقابلا چگالی یک ماده را گاهی اوقات حجم خاص آن می نامند ، اصطلاحی که گاهی اوقات در ترمودینامیک استفاده می شود. Density ماده یک خاصیت بسیط است به همین دلیل افزایش مقدار ماده باعث افزایش تراکم آن نمی شود بلکه باعث افزایش جرم آن می شود. البته لازم به ذکر است که تکنیک ها و همچنین استانداردهای متعددی برای اندازه گیری Density مواد وجود دارد. از جمله این تکنیک ها می توان به استفاده از هیدرومتر (یک روش شناوری برای مایعات)، تعادل هیدرواستاتیک (یک روش شناوری برای مایعات و جامدات)، روش غوطه وری جسم (یک روش شناوری برای مایعات)، پیکنومتر (مایعات و جامدات)، پیکنومتر مقایسه هوا (جامدات)، چگالی سنج نوسانی (مایعات) اشاره کرد. با این حال ، هر روش یا تکنیک مجزا انواع مختلف Density (مانند چگالی تام، کالبدی و غیره) را اندازه گیری می کند، بنابراین لازم است درک درستی از نوع چگالی اندازه گیری شده و همچنین نوع ماده مورد نظر داشته باشید. به طور کلی چگالی را می توان با تغییر فشار یا دما تغییر داد. افزایش فشار همیشه چگالی ماده را افزایش می دهد. افزایش دما به طور کلی چگالی را کاهش می دهد ، اما استثناهای قابل توجهی در این تعمیم وجود دارد. به عنوان مثال ، چگالی آب بین نقطه ذوب آن در ۰ درجه سانتی گراد و ۴ درجه سانتی گراد افزایش می یابد. در دمای پایین رفتار مشابهی در سیلیکون مشاهده می شود. برای محاسبه چگالی آب باید به این موارد توجه کنید. البته لازم به ذکر است که تأثیر فشار و دما بر تراکم مایعات و جامدات کم است. قابلیت انعطاف پذیری برای یک مایع یا جامد معمولی bar − ۱۱۰-۶ (۱ bar = ۰.۱ MPa) و انبساط حرارتی معمولی K-۱۱۰ -۵ است. این تقریباً به معنای نیاز به حدود ده هزار برابر فشار جوی برای کاهش یک درصدی حجم ماده است. (اگرچه ممکن است فشارهای مورد نیاز برای خاک شنی و بعضی از رس ها حدود هزار برابر کمتر باشد.). انبساط یک درصدی حجم معمولاً نیاز به افزایش دما به میزان هزاران درجه سانتی گراد دارد. شما اکنون می توانید در صورت نیاز پیکنومتر را با قیمت مناسب از فروشگاه آنلاین دانا آزما خریداری کرده و آن را درب محل از پرسنل این فروشگاه دریافت نمائید. البته لازم به ذکر است که فروشگاه آنلاین دانا آزما یکی از بهترین فروشگاه های آنلاین، در زمینه عرضه تجهیزات آزمایشگاهی در ایران می باشد.

خرید پیکنومتر

بهتر است پیش از خرید پیکنومتر به این نکته توجه داشته باشید که چگالی نسبت جرم جسم (مواد سازنده یک جسم) به حجم آن جسم (مقدار فضایی که آن جسم اشغال می کند) است که “جرم حجمی” نامیده شده است. چگالی به انگلیسی “Density” نام دارد و به همین دلیل در تلفظ فارسی به دانسیته تبدیل شده است، در نتیجه هر جا کلمه دانسیته را شنیدید منظور همان چگالی است. جرم جسم را به وسیله ترازو اندازه می گیریم و یکای استاندارد آن کیلو گرم است. می توان از معیار های گرم و تن نیز به عنوان واحد جرم یک جسم استفاده کرد. برای اندازه گیری حجم اجسامی که شکل هندسی منظمی دارند، می توان از روش های ریاضی استفاده کرد. مثلا حجم یک مکعب از حاصلضرب طول در عرض در ارتفاع به دست می آید یعنی یک ضلع را ۳ بار در خودش ضرب می کنیم. برای اندازه گیری حجم اجسام کوچکی که شکل هندسی منظمی ندارند، می توان از استوانه مدرج استفاده کرد. در این روش درون استوانه ای مدرج مقدار مشخصی آب می ریزیم، سپس جسم مورد نظر را به نحوی که در آب فرو رود داخل استوانه می اندازیم و سطح آب درون استوانه را با قبل مقایسه می کنیم. تفاوت دو عدد به دست آمده، برابر حجم جسم است. البته لازم به ذکر است که برای اندازه‌گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه‌گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه‌گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای بدست آوردن حجم یک مکعب ، اندازه یک ضلع آن را به توان ۳ می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول ، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد، اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه‌گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک‌ تک مواد را اندازه‌گیری نموده و مشخص نماییم. باید به شما بگوئیم که پیکنومتر یا چگالی سنج، یکی از وسایل پر مصرف آزمایشگاهی است که به منظور سنجش چگالی مایعات استفاده می شود. این ظرف آزمایشگاهی، از نظر شکل ظاهری شبیه به بالن ژوزه است و در اندازه های ۱۰ و ۲۵ و ۵۰ و ۱۰۰ میل و از جنس شیشه ساخته شده است. لازم به ذکر است که پیکنومتر یا چگالی سنج، یکی از وسایل پر مصرف آزمایشگاهی است که به منظور سنجش چگالی مایعات استفاده می شود. این ظرف آزمایشگاهی، از نظر شکل ظاهری شبیه به بالن ژوژه است و در اندازه های ۱۰ و ۲۵ و ۵۰ و ۱۰۰ میل و از جنس شیشه ساخته شده است. بیشتر موارد استفاده این وسیله، در آزمایشگاه های تحقیقاتی و صنعتی است. در ادامه این نوشتار تلاش خواهیم کرد شما را بیشتر با این وسیله پر کاربرد آزمایشگاهی و طرز عملکرد آن آشنا کنیم. همان‌طور که بیان شد، چگالی سنج از نظر ظاهری شکلی شبیه به بالن ژوژه دارد، با این تفاوت که یک درپوش سنباده‌ای و شیاردار در آن تعبیه شده که برای خارج کردن حباب های هوا از درون ظرف، لوله‌ای مویین از بخش میانی آن عبور نموده است. این وسیله آزمایشگاهی چگالی مایعات را با دقت بسیار بالا و با اتکا به مایعی مناسب مثل آب یا جیوه و با به کارگیری فرایند تعادل تحلیلی سنجش می‌کند و شیوه عملکرد آن هم به این شکل است که در آغاز جرم پیکنومتر خالی (که به وسیله آب مقطر پاکسازی و خشک شده است) به همراه درپوشش با استفاده از یک ترازوی دیجیتالی بسیار دقیق تا سه یا چهار رقم اعشار حساب می‌شود. پس از آن با بهره بردن از وسیله ای به نام ترمومتر، دمای محیط سنجش شده و بعد هم جرم پیکنومتر پر از آب مقطر مورد سنجش قرار می گیرد. در مرحله بعدی مخزن چگالی سنج آزمایشگاهی با مایعی که قصد داریم، چگالی‌اش را اندازه گیری کنیم، پر می‌شود به شکلی که زمانی که درپوش آن بسته می‌شود، میزان اضافی مایع از بخش شیاری درپوش خارج شود. در انتها جرم پیکنومترِ پرشده با استفاده از همان ترازوی دیجیتال دقیق پیشین سنجش می‌شود. میزان اختلاف جرم پیکنومتر خالی و پر، جرم مایع مورد نظر را مشخص خواهد کرد و با توجه به اینکه حجم آن هم در مراحل قبلی مشخص شد، به کمک «فرمول d=m/v» و تقسیم مقدار جرم به حجم، چگالیِ مایع مورد نظر به آسانی محاسبه می شود.

البته به زبان ساده پیکنومتر قطعه ای از تجهیزات آزمایشگاهی یا ظروف شیشه ای است که برای اندازه گیری خواص مواد مواد استفاده می شود. ممکن است شبیه یک بطری اندازه گیری با سوراخ یا درپوش شیشه ای بیرون زده، یک فنجان گرانشی فولادی مهر و موم شده، یا حتی یک مخلوط کن آشپزخانه با تکنولوژی بالا، با ظرفی که روی پایه ای با کنترل های بازخوانی قرار دارد، باشد. این کشتی اندازه گیری سریع و دقیق چگالی یا وزن مخصوص مایع را انجام می دهد. این نکته نیز حائز اهمیت است که بطری از اندازه گیری های استاندارد استفاده می کند و حجم را با جابجایی مایع خود محاسبه می کند. بیرون آوردن یک مایع از سوراخ کوچک از طریق گاز یا فشار، امکان مقایسه فوری بین اندازه‌گیری‌های حجم را فراهم می‌کند. این امکان ارزیابی سریع ماهیت متخلخل مواد را ممکن می‌سازد، و این آزمایشگاه را به افزودنی قدرتمند برای یک مرکز تبدیل می ‌کند. ویژگی های چندگانه حجم مایع را می توان قبل و بعد از جابجایی اندازه گیری و مقایسه کرد. اینها همچنین ممکن است با محاسبه مقایسه با یک ظرف پر از آب درک شوند. عوامل مایع ممکن است شامل چگالی، تعادل فشار مربوط به زمان، محتوای مواد جامد متناسب و حجم منافذ کلی باشد. پیکنومتر بیشتر تحلیل های خود را در چند دقیقه انجام می دهد تا مجموعه ای از پروفایل های محاسباتی محتوا را ارائه دهد. سرعت و دقت آن به فرآیندهای آزمایشگاهی حساس زمان کمک می کند و به زمان گزارش و بهره وری کمک می کند. استفاده از پیکنومتر اندازه گیری سریع را از طریق حداقل تعداد مراحل انجام می دهد. این ممکن است شامل پر کردن دستگاه با آب برای اندازه گیری وزن برای محاسبه حجم و سپس مقایسه آن با ظرف پر شده با ماده مورد نظر باشد. دقت و دقت برای چنین فرآیندهایی حیاتی است، بنابراین برخی از تجهیزات به ویژه برای مقاومت در برابر فشار ناشی از ویسکوزیته گاز و مایع به منظور پر کردن کامل بطری طراحی شده‌اند. برخی از قطعات از فلزات میله جامد به منظور جلوگیری از ورود مایع به نخ های بطری و همچنین از بین بردن عیوب سطحی که می تواند بر دقت اثر بگذارد، ساخته می شود. باید از این نکته نیز مطلع باشید که انواع بطری های پیکنومتر نه تنها به مواد بلکه به اندازه محفظه های نمونه نیز بستگی دارد. برخی از مدل ها از نرم افزار کامپیوتری برای پردازش ماژول های تحلیل خود استفاده می کنند. اینها را می توان با محفظه هایی با ابعاد مختلف که در یک فرآیند تحلیل ادغام شده اند پیوند داد. این امر باعث افزایش توان عملیاتی مواد مختلف از مایعات و پودرها گرفته تا جامدات و دوغاب می شود. چنین انعطاف ‌پذیری می ‌تواند تضمین کند که آزمایش با ناهماهنگی پیچیده نمی‌ شود. لازم به ذکر است که درجه عملکرد پیکنومتر ممکن است از تکنولوژی پایین تا تکنولوژی بالا متغیر باشد. برخی از دستگاه ها قادر به افزایش دامنه عملیاتی و اتوماسیون هستند. استانداردهای نمونه از پیش برنامه ریزی شده ممکن است در تجزیه و تحلیل کمک کنند. این روش را می توان با استفاده از یک رابط نرم افزاری که نمونه های مختلف را به شیوه ای واضح گروه بندی می کند، ساده تر کرد. برخی نیز اجازه کنترل متغیرهای دما یا عملیات در جعبه دستکش را برای تجزیه و تحلیل در یک محیط کنترل شده می دهند. شما اکنون در صورت نیاز می توانید خرید پیکنومتر مورد نظر خود را از فروشگاه آنلاین دانا آزما انجام داده و آن را در کمترین زمکان ممکن درب محل از پرسنل با سابقه این فروشگاه دریافت نمائید.