砝碼材料的統(tǒng)名義密度問(wèn)題
在修訂后的《砝碼檢定規(guī)程》中，引了陸碼 材料統(tǒng)- -名義密度的換算方法。為使廣天平、砝碼使用者正確理解和運(yùn)用這個(gè)方法，這里做--較為詳細(xì)的介紹。
、砝碼材料統(tǒng)名義密度方法的建立
如所周知，同質(zhì)量不同材料的兩個(gè)砝碼，在空氣中會(huì)受到小不同的浮力。因而在空氣中所顯示的重量是互不相同的。這樣，用這兩個(gè)砝碼在空氣中衡量同物體時(shí)，就會(huì)得出不同的結(jié)果(系指在不行空氣浮力修正的情況下。日常工作中的絕多數(shù)情況都不行空氣浮力修正。)為解決這個(gè)問(wèn)題，就必須在砝碼與被衡量物體 之間行空氣浮力修正。例如，在檢定- -等公斤或克組砝碼時(shí)，須對(duì)50克以上砝碼的體積，逐個(gè)行測(cè)定，并用所得數(shù)據(jù)，計(jì)算出該組砝碼的材料平均密度，用以得出20克以下每個(gè)砝碼的體積。然后，再根據(jù)這些體積，對(duì)每個(gè)砝碼行浮力修正。這個(gè)工作是復(fù)雜的，工作量很，使等砝碼的檢定時(shí)間加長(zhǎng)很多。要解決用不同材料的砝碼衡量同-物體所得結(jié)果不致的問(wèn)題和使砝碼的檢定程序簡(jiǎn)化，所有砝碼均用同種材料制造自然是個(gè)好辦法。然而，由于各種條件的限制，顯然這是不現(xiàn)實(shí)的。于是有人想出種措施，即利用換算的方法，把不同材料的 砝碼的量值，統(tǒng)- - 在某-個(gè)共同約定的密度數(shù)值的基礎(chǔ)之上。這個(gè)共同約定的密度數(shù)值，就叫做砝碼材料的統(tǒng)-名義密度。
假設(shè)用個(gè)砧碼去衡量另個(gè)不同材料的物體。若把這砝碼的質(zhì)量值，就直接叫做是該被衡量物體的質(zhì)量值，事實(shí)上，就是認(rèn)為該物體的材料密度是與砝碼相同的。這種情況在日常生活中是普遍存在的。例如，買1公斤蘋果，實(shí)際上,稱蘋果所用砝碼(或增砣)是1公斤。認(rèn)為蘋果也是1公斤，就是把蘋果的密度當(dāng)成了砝碼(或增砣)的密度。但是，蘋果的密度顯然與砝碼是不同的。那么，蘋果的真實(shí)質(zhì)量究竟是多少呢?把這個(gè)情況用公式表示，可以列出砝碼同被衡量物體(這里是蘋果)在空氣中的平衡方程式①:M:- MLe=M:-M:e,
DiD:式中:M小、M2--分別為砝碼和被衡量物體的質(zhì)量;
D、、D2-分別為砝碼和被衡量物體的材料密度;
e-空氣密度。
整理后得:
e1--D,
M:= M:-
eDz
若被衡量物體的密度D:是已知的，則它的真實(shí)質(zhì)量可由上式求得。這個(gè)公式就是用以行空氣浮力正的-般公式。 假設(shè)-個(gè)密度為D、質(zhì)量為M。的砝碼，與另個(gè)材料密度為8.0克/厘米3、質(zhì)量為M的砝碼在空氣中相平衡，則根據(jù).上面的公式得:
M= Mo1-
0.0012
D0.0012
8.0
①空氣中的平衡方程式，應(yīng)是力的平衡。但由于在同地點(diǎn)，重力加速度9值是相同的。因此，式中每項(xiàng)都約掉9，即得此形式。式中0.0012是空氣的統(tǒng)名義密度，單位為克/厘米。砝碼質(zhì)量M就叫做Mo的換算成密度為8.0克/厘米的質(zhì)量，可以簡(jiǎn)稱為砝碼的換算質(zhì)量.8.0克/ 厘米的數(shù)值，就叫做砝碼材料的統(tǒng)- - 名義密度。若把M。和M看做是同個(gè)砝碼，它的真實(shí)密度為 D,則它的換算成具有統(tǒng)- -名義密度8.0克/厘米3時(shí)的質(zhì)量，可按上式求出。
例:設(shè)有--銅合金砝碼，其真實(shí)質(zhì)量為1公斤，求它的換算質(zhì)量。將砝碼材料密度D=8.4克/ 厘米和Mo= 1000克代人公式得:
M = 1. 00007公斤。
顯然，無(wú)論何種材料的砝碼，只要知道其材料密度和真實(shí)質(zhì)量，就可以根據(jù)此式計(jì)算出其換算質(zhì)量。換言之，通過(guò)上式，可以把-切不同材料的砝 碼的質(zhì)量值，統(tǒng)- -在個(gè)共同約定的材料密度值8.0克/厘米3的基礎(chǔ)上。這就是砝碼材料統(tǒng)名義密度的換算方法。
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