關于砝碼材料的統一名義密度問題

關于砝碼材料的統一名義密度問題

在修訂后的《砝碼檢定規程》中，引進了陸碼 材料統- -名義密度的換算方法。為使廣大天平、砝碼使用者正確理解和運用這個方法，這里做--較為詳細的介紹。

一、砝碼材料統一名義密度方法的建立
     如所周知，同質量不同材料的兩個砝碼，在空氣中會受到大小不同的浮力。因而在空氣中所顯示的重量是互不相同的。這樣，用這兩個砝碼在空氣中衡量同一物體時，就會得出不同的結果(系指在不進行空氣浮力修正的情況下。日常工作中的絕大多數情況都不進行空氣浮力修正。)為解決這個問題，就必須在砝碼與被衡量物體 之間進行空氣浮力修正。例如，在檢定- -等公斤或克組砝碼時，須對50克以上砝碼的體積，逐個進行測定，并用所得數據，計算出該組砝碼的材料平均密度，用以得出20克以下每個砝碼的體積。然后，再根據這些體積，對每個砝碼進行浮力修正。這個工作是復雜的，工作量很大，使一等砝碼的檢定時間加長很多。要解決用不同材料的砝碼衡量同-物體所得結果不一致的問題和使砝碼的檢定程序簡化，所有砝碼均用同一種材料制造自然是個好辦法。然而，由于各種條件的限制，顯然這是不現實的。于是有人想出一種措施，即利用換算的方法，把不同材料的 砝碼的量值，統- - 在某-個共同約定的密度數值的基礎之上。這個共同約定的密度數值，就叫做砝碼材料的統一-名義密度。

假設用一個砧碼去衡量另一個不同材料的物體。若把這砝碼的質量值，就直接叫做是該被衡量物體的質量值，事實上，就是認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，實際上,稱蘋果所用砝碼(或增砣)是1公斤。認為蘋果也是1公斤，就是把蘋果的密度當成了砝碼(或增砣)的密度。但是，蘋果的密度顯然與砝碼是不同的。那么，蘋果的真實質量究竟是多少呢?把這個情況用公式表示，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--一分別為砝碼和被衡量物體的質量;
D、、D2-一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--一D,
M:= M:-
eDz
若被衡量物體的密度D:是已知的，則它的真實質量可由上式求得。這個公式就是用以進行空氣浮力正的-般公式。

假設-一個密度為D、質量為M。的砝碼，與另一個材料密度為8.0克/厘米3、質量為M的砝碼在空氣中相平衡，則根據.上面的公式得:
M= Mo1-
0.0012
D0.0012
8.0
①空氣中的平衡方程式，應是力的平衡。但由于在同一地點，重力加速度9值是相同的。因此，式中每一項都約掉9，即得此形式。式中0.0012是空氣的統一名義密度，單位為克/厘米。砝碼質量M就叫做Mo的換算成密度為8.0克/厘米的質量，可以簡稱為砝碼的換算質量.8.0克/ 厘米的數值，就叫做砝碼材料的統- - 名義密度。若把M。和M看做是同一個砝碼，它的真實密度為 D,則它的換算成具有統- -名義密度8.0克/厘米3時的質量，可按上式求出。

例:設有--銅合金砝碼，其真實質量為1公斤，求它的換算質量。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，無論何種材料的砝碼，只要知道其材料密度和真實質量，就可以根據此式計算出其換算質量。換言之，通過上式，可以把一-切不同材料的砝 碼的質量值，統- -在一個共同約定的材料密度值8.0克/厘米3的基礎上。這就是砝碼材料統一名義密度的換算方法。

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