Đề xuất tìm kiếm
  • oiml
  • conductivity sensor
  • loadcell
  • IND570
  • ph meter
All Categories
  • All Categories
  • Products
  • Support
  • Expertise
  • Events & Webinars
  • Other
Filter
Filter
Categories
  • All Categories
  • Products
  • Support
  • Expertise
  • Events & Webinars
  • Other
Bộ lọc rõ ràngShow results
Tiếng Việt
Page Contents:

Tỷ Trọng Là Gì?

Tất cả những điều cần biết về phép đo tỷ trọng

Home Bằng Ứng dụng Ứng dụng phân tích trong phòng thí nghiệm Các ứng dụng tỷ trọng Mật độ là gì?

Đo tỷ trọng là quy trình cung cấp thông số chất lượng cho cả nguyên liệu thô lẫn thành phẩm; phương pháp này được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để kiểm tra nồng độ thành phần, độ tinh khiết, thành phần cấu tạo cũng như thực hiện kiểm soát chất lượng định kỳ dựa trên giá trị tỷ trọng.

Ví dụ, tỷ trọng của nước ở 20,00 °C được xác định là 0,998203 g/cm³: bất kỳ sự sai lệch nào vượt quá giới hạn cho phép so với giá trị này đều cho thấy mẫu nước có chứa tạp chất.

Tại trang này, bạn sẽ nắm bắt được những kiến ​​thức thiết yếu về việc đo tỷ trọng.

Chỉ số chất lượng
Sẵn sàng làm chủ phép đo tỷ trọng để kiểm soát chất lượng chính xác chưa?

Tỷ trọng là gì?

Tỷ trọng là một đại lượng vật lý biểu thị tỷ số giữa khối lượng của một mẫu vật (hoặc vật thể) và thể tích của nó; nói cách khác, đại lượng này cho biết mức độ các phân tử của một chất được sắp xếp chặt chẽ như thế nào trong không gian. Tỷ trọng thường được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp rho (ρ), hoặc đôi khi là chữ cái Latinh "d".

Bạn đã bao giờ thắc mắc tại sao một số loại dầu lại nổi trên mặt biển khi xảy ra sự cố tràn dầu chưa? Sự khác biệt về tỷ trọngg khiến một số chất nằm phía trên các chất khác; hãy xem hình ảnh để biết một số giá trị tỷ trọng điển hình.

công thức khối lượng riêng

1. Nhiệt độ

Bạn có biết rằng sự thay đổi nhiệt độ 0,1°C có thể ảnh hưởng 0,0001 g/cm³ đến kết quả đo tỷ trọng không?

Nhiệt độ tác động đến không gian cần thiết để các nguyên tử trong phân tử sắp xếp; khi nhiệt độ tăng, các nguyên tử dao động nhanh hơn, làm gia tăng khoảng cách giữa chúng.

Do đó, nhiệt độ càng cao thì tỷ trọng càng thấp, hoặc khi nhiệt độ giảm, tỷ trọng tăng lên. Tuy nhiên, khối lượng của chất không thay đổi.

Lưu ý: Mối quan hệ giữa nhiệt độ, thể tích và tỷ trọng không phải là hàm tuyến tính mà phụ thuộc vào nhiệt dung riêng, nhiệt hóa hơi và các yếu tố khác của từng chất.

Trường hợp ngoại lệ duy nhất đối với quy tắc trên là nước lỏng; nước đạt tỷ trọng cực đại ở 3,98 ºC, sau đó sẽ giảm nếu nhiệt độ tăng hoặc giảm. Đây là một trong những lý do khiến nước đá có tỷ trọng thấp hơn nước lỏng và nổi trên mặt nước trong cốc.

công thức

2. Bọt khí hoặc tạp chất

Chỉ cần một bọt khí đơn giản trong chất lỏng cần đo cũng có thể gây ra sự khác biệt lớn về giá trị tỷ trọng; điều tương tự cũng xảy ra với các tạp chất.

Ví dụ, bình đo tỷ trọng bằng thủy tinh xác định giá trị tỷ trọng dựa trên khối lượng. Nếu có bọt khí hoặc tạp chất (do vệ sinh không kỹ chẳng hạn), khối lượng được cân và hiển thị trên cân sẽ không chính xác. Điều này dẫn đến giá trị tỷ trọng sai lệch.

Tìm hiểu cách chọn, sử dụng và hiệu chuẩn bình đo tỷ trọng

Điều này cũng áp dụng cho máy đo tỷ trọng kỹ thuật số, vốn sử dụng nguyên lý đo bằng ống hình chữ U để xác định tỷ trọng.


Tuy nhiên, các máy đo tỷ trọng kỹ thuật số hiện đại được trang bị tính năng tự động BubbleCheck™ để hỗ trợ người dùng trong quá trình đo tỷ trọng.

Ngoài ra, để tránh nhiễm chéo do vệ sinh không đúng cách, người dùng có thể đo tỷ trọng của không khí; nếu kết quả nằm trong giới hạn cho phép, điều đó chứng tỏ buồng đo đã được làm sạch đúng cách.

3. Áp suất khí của chất lưu

Nếu bạn đang ở Thành phố Mexico, nơi có độ cao 3.930 mét so với mực nước biển, áp suất khí tại đây sẽ thấp hơn so với ở Rio de Janeiro – thành phố nằm ngay mực nước biển (0 m). Điều này cho thấy áp suất khí có mối liên hệ trực tiếp với độ cao.

Vì chất khí và chất lỏng đều là lưu chất, cần lưu ý các thông tin sau:

  • Chất khí (ví dụ: không khí) là loại lưu chất có thể nén được, nghĩa là thể tích của nó thay đổi tùy theo các mức áp suất khác nhau.
  • Chất lỏng (ví dụ: nước) được coi là lưu chất không thể nén được, do đó thể tích của nó không đổi dưới các mức áp suất khác nhau.

Lưu ý: Trừ khi áp dụng áp suất cực cao, điều này không áp dụng cho các mục đích đo mật độ trong phân tích.

Trong phép đo tỷ trọng, giá trị không khí không được sử dụng ở các phương pháp thủ công mà chỉ dùng cho máy đo tỷ trọng kỹ thuật số; điều này xuất phát từ hai lý do:

  • Cần phải đo giá trị nước và giá trị không khí trong quá trình hiệu chỉnh thiết bị. Áp suất có ảnh hưởng đến giá trị không khí và do đó ảnh hưởng đến tất cả các phép đo sau đó. Hãy xem thêm thông tin về quy trình hiệu chỉnh tại mục 7 dưới đây.
  • Để xác định xem buồng đo đã hoàn toàn sạch hay chưa.

Nhằm đảm bảo độ sạch và hỗ trợ quá trình hiệu chỉnh thiết bị, các máy đo tỷ trọng kỹ thuật số hiện đại được trang bị cảm biến áp suất khí quyển tích hợp để đo áp suất không khí tại chỗ, từ đó tự động thiết lập giá trị tham chiếu cho mật độ không khí.

4. Độ nhớt

Nếu một chất có độ nhớt cao, liệu nó có đặc hơn (có khối lượng riêng lớn hơn) so với một chất lỏng có độ nhớt thấp hơn không?

Độ nhớt mô tả lực cản của chất lỏng khi chảy,  thường được hiểu một cách nôm na là độ "đặc" hay "sánh" của chất lưu và về nguyên tắc, nó không có mối liên hệ trực tiếp với tỷ trọng.

Tuy nhiên, độ nhớt có ảnh hưởng đến quá trình xác định tỷ trọng, tùy thuộc vào phương pháp được sử dụng.

Phương pháp

Ảnh hưởng của độ nhớt?

Nhận xét

Bình tỉ trọng

Không

Nhưng việc lấy mẫu và làm sạch lại tốn nhiều công sức, đồng thời quá trình ổn định nhiệt độ diễn ra chậm khi sử dụng bể điều nhiệt.

Tỷ trọng kế

Không

Nhưng việc lấy mẫu, đọc giá trị và làm sạch cũng rất tốn thời gian.

Máy đo tỷ trọng kỹ thuật số

Có

Mẫu có độ nhớt cao làm giảm tần số dao động của ống chữ U đang rung.



Như thể hiện trên biểu đồ, khi độ nhớt tăng lên thì sai số về tỷ trọng cũng tăng theo.

Tuy nhiên, các thiết bị đo tỷ trọng kỹ thuật số hiện đại có khả năng tự động hiệu chỉnh sai số do độ nhớt, đảm bảo độ chính xác tối đa và tốc độ đo nhanh chóng.

biểu đồ hiển thị sai số khối lượng riêng ứng với từng độ nhớt
Expand to View

Định nghĩa tỷ trọng tương đối

Tỷ trọng tương đối là tỷ số giữa khối lượng riêng của hai chất, trong đó chất đóng vai trò mẫu số được coi là chất tham chiếu; nếu không có quy định cụ thể, chất tham chiếu được mặc định là nước ở nhiệt độ 3,98ºC (với khối lượng riêng là 0,999972 g/cm³ hay 999,972 kg/m³). Theo công thức dưới đây, tỷ trọng là đại lượng không có đơn vị.

công thức của khối lượng riêng tương đối

Chất

Khối lượng riêng tương đối

Trọng lượng riêng

Không khí (20 ºC)

0.001199 g/cm3

0.001201 g/cm3

Nước (20 ºC)

0.998203 g/cm3

1.000000 g/cm3

Định nghĩa trọng lượng riêng

Trọng lượng riêng (SG) là tỷ số giữa khối lượng riêng của một chất và khối lượng riêng của nước. Nếu không quy định nhiệt độ cụ thể, người ta mặc định lấy mốc là nước ở 3,98ºC; khi đó, tỷ trong của nước là 0,999972 g/cm³ hoặc 999,972 kg/m³.

công thức của tỷ trọng

Định nghĩa tỷ trọng

Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng và thể tích của một chất ở một áp suất và nhiệt độ nhất định, tương ứng với trọng lượng trong môi trường chân không.

Đây cũng là khái niệm được áp dụng trong việc đo tỷ trọng bằng các thiết bị đo kỹ thuật số.

công thức

Định nghĩa tỷ trọng biểu kiến

Tỷ trọng biểu kiến là một tính chất của các chất rắn dạng phân tán, như bột và hạt, và thường được dùng trong các ngành khai khoáng, thực phẩm và hóa chất.

Theo định nghĩa, tỷ trọng biểu kiến là tỷ số giữa khối lượng và thể tích, nhưng tương ứng với trọng lượng trong không khí.

công thức khối lượng riêng biểu kiến

Chất

Tỷ trọng thực hoặc tuyệt đối

Tỷ trọng biểu kiến

Không khí (20 ºC)

0.00120 g/cm3

0.00000 g/cm3

Nước (20 ºC)

0.99820 g/cm3

0.99715 g/cm3


Nhiều bảng tỷ trọng chính thức hiện vẫn dựa trên tỷ trọng biểu kiến.

Các máy đo tỷ trọng kỹ thuật số cho kết quả theo nhiều đơn vị và nồng độ khác nhau, hãy xem thông số kỹ thuật của chúng.

Mass in vacuum True density
Khối lượng trong chân không. Tỷ trọng thực
Mass in air. Apparent density
Khối lượng trong không khí. Tỷ trọng biểu kiến

Bước 1 – Xác định loại mẫu / chuẩn bị mẫu

Trước khi bắt đầu phép đo, điều quan trọng là phải hiểu các biện pháp phòng ngừa cần thực hiện tùy theo loại mẫu của bạn.

Loại mẫu (thêm hình ảnh/biểu tượng?)

Mẹo

Nhớt

  • Đảm bảo không có bọt khí nào khi đưa vào buồng đo
  • Lực cắt có thể làm kết quả không chính xác, vì vậy hãy đảm bảo thiết bị của bạn có chức năng hiệu chỉnh độ nhớt

Ăn mòn / độc hại

Dễ bay hơi

  • Các mẫu chứa khí hữu cơ hòa tan (ví dụ: butan) có xu hướng thoát khí, vì vậy cần làm lạnh để tránh tạo bọt khí.

Mẫu có khí hòa tan

  • Các mẫu có ga, ví dụ như đồ uống có gas, phải được khử khí trước khi đo. Để làm vậy, khuấy trong vài phút cho đến khi hết sủi bọt.
  • Đối với các mẫu có không khí hòa tan, có thể dùng bể siêu âm, hoặc đun sôi mẫu trong vài phút.
  • Loại bỏ CO2 hoặc khí hòa tan bằng cách kết hợp luồng khí và bộ khuấy với hệ thống đo mật độ tự động

Không đồng nhất hoặc có huyền phù

  • Tránh để chất rắn lắng xuống hoặc hình thành gradient nồng độ
  • Khuấy đều mẫu trước khi lấy mẫu. Đảm bảo không tạo bọt khí trong quá trình khuấy.
  • Nếu không thể đồng nhất hoàn toàn mẫu, hãy lặp lại phép đo nhiều lần và tính giá trị trung bình.

Bước 2 – Kiểm tra máy đo tỷ trọngcủa bạn

Hãy thường xuyên kiểm tra hiệu suất đo của hệ thống bằng cách đo một mẫu đã biết chính xác tỷ trọng (ví dụ: nước cất hoặc chất lỏng chuẩn); quy trình này được gọi là thử nghiệm, hiệu chuẩn hoặc kiểm tra.

Sau khi hoàn tất việc kiểm tra hoặc thử nghiệm, giá trị tỷ trọng đo được sẽ được so sánh với giá trị danh định đã biết của mẫu.

Danh sách kiểm tra

Ngoài ra, bạn nên đảm bảo buồng đo hoàn toàn sạch và khô ráo giữa các lần phân tích các chất khác nhau. Bạn cũng nên thực hiện kiểm tra máy đo tỷ trọng bằng nước (0,998203 g/cm³ ở 20,00 °C) hàng ngày.

  • Cần áp dụng mức dung sai nào cho phép thử với nước khử ion?
  • Còn đối với các chất chuẩn hữu cơ thì sao?
  • Cần làm gì nếu phép thử không đạt yêu cầu?

Hãy xem câu trả lời cho các câu hỏi này cùng nhiều thông tin chi tiết khác trong Hướng dẫn Đo lường Tỷ trọng của chúng tôi.

Bước 3 – Ngăn ngừa lỗi lấy mẫu

Bạn có biết rằng một bọt khí có đường kính 2 mm có thể gây ra sai số 0.0008 g/cm3 trên kết quả của bạn không?

Nếu bạn đo bằng ống tiêm:

  • Chúng tôi khuyến nghị “rót quá đầy” buồng đo ít nhất thêm 5 cm ở đầu ra
  • Đổ đầy buồng đo với tốc độ chậm và theo dòng chảy tầng (5–10 mm mỗi giây) để bảo đảm làm ướt hoàn toàn các thành của buồng (không có bọt khí bị mắc kẹt dọc theo thành)

Khi nạp tự động bằng bơm hoặc bộ lấy mẫu tự động:

  • Điều chỉnh tốc độ lấy mẫu theo độ nhớt của mẫu

Ngăn ngừa bọt khí

  • Sau khi nạp, kiểm tra xem buồng đo có hoàn toàn không có bọt khí không
  • Dễ dàng nhận biết bọt khí bằng video trực tiếp của buồng đo và tính năng Bubblecheck™ tự động với một máy đo tỷ trọng kỹ thuật số

video lấy mẫu

Bước 4 – Đo và ghi lại kết quả của bạn

Bạn vẫn đang chuyển đổi kết quả theo cách thủ công?

Tra cứu trong bảng hoặc nội suy từ bảng rất dễ xảy ra lỗi và tốn thời gian. Ngoài ra, kết quả viết tay còn có nguy cơ xảy ra lỗi chép lại. Tùy thuộc vào môi trường, không có gì đảm bảo rằng loại tài liệu này đáp ứng các yêu cầu pháp lý.

Giải pháp thuận tiện nhất là chuyển đổi tự động bằng các bảng tích hợp sẵn (ví dụ: cồn, Brix, bù nhiệt độ theo API), hoặc do người dùng tự định nghĩa, giúp ngăn ngừa lỗi đọc hoặc tính toán và tiết kiệm thời gian.

Một máy đo tỷ trọng kỹ thuật số cho phép sử dụng các bảng chuyển đổi tích hợp sẵn để hiển thị kết quả trực tiếp theo đơn vị mong muốn.

Kết quả của bạn

Bước 5 – Làm sạch máy đo tỷ trọng của bạn

Làm sạch không phù hợp là nguồn phổ biến nhất gây ra kết quả sai!

Hãy bảo đảm rằng buồng đo không còn bất kỳ cặn dư nào từ các mẫu đã đo trước đó hoặc từ dung dịch tráng rửa

Để ngăn ngừa điều này, buồng đo nên được làm sạch bằng các dung dịch tráng rửa phù hợp và sấy khô – tốt nhất là sau mỗi lần đo.

Một số khuyến nghị chung về dung dịch tráng rửa:

Cuối cùng, hãy bảo đảm làm khô hoàn toàn buồng đo bằng khí khô. Trong nhiều trường hợp, không cần dùng 2 dung môi khi sử dụng các máy đo tỷ trọng của METTLER TOLEDO. Nhờ bơm DryPro mạnh mẽ, bạn có thể tiết kiệm thời gian và lượng dung môi tiêu thụ.

biểu đồ dao động tỷ trọng
Expand to View

Quan trọng: Điều chỉnh máy đo tỷ trọng

Việc điều chỉnh thiết bị thường xuyên không nhất thiết bảo đảm kết quả chính xác.

Bất kỳ lần điều chỉnh nào cũng làm thay đổi các cài đặt bên trong của thiết bị. Nếu việc điều chỉnh được thực hiện không đúng, điều này sẽ dẫn đến các phép đo không chính xác.

Vì vậy, chúng tôi khuyến nghị chỉ điều chỉnh máy đo tỷ trọng khi phép thử đã thất bại lặp lại nhiều lần.

Ứng dụng

Đo Brix

Brix là phép đo theo phần trăm khối lượng của sucrose trong dung dịch nước tinh khiết. Đối với các loại đường khác ngoài sucrose, nó được gọi là "Brix biểu kiến" và luôn là một giá trị tương đối. Việc đo Brix chủ yếu được thực hiện trong ngành thực phẩm nhằm kiểm soát chất lượng, ví dụ như dung dịch sucrose trong đồ uống. Siro đường dùng cho đồ uống và các sản phẩm tương tự được bán theo khối lượng và hàm lượng đường. Vì vậy, việc xác định chính xác Brix là rất quan trọng đối với kiểm soát chi phí và chất lượng. Mặc dù tên gọi Brix chỉ áp dụng chặt chẽ cho các dung dịch hoàn toàn là sucrose, ngành thực phẩm vẫn dùng phép đo này để chỉ bất kỳ chất rắn ngọt nào trong sản phẩm. Thông thường, siro ngô giàu fructose (HFCS) được đo và biểu thị theo Brix°.

HFCS là gì?

Siro ngô giàu fructose (HFCS) là một chất tạo ngọt lỏng được chiết xuất từ tinh bột ngô, chủ yếu chứa fructose và D-glucose. HFCS được dùng để thay thế sucrose trong ngành đồ uống và thực phẩm. HFCS có ba mức hàm lượng fructose khác nhau: HFCS 42%, 55% và 90% theo phần trăm khối lượng, và chủ yếu được sử dụng tại Mỹ.

Đo nồng độ cồn

Đo tỷ trọng là một phương pháp đáng tin cậy để xác định hàm lượng cồn. Trên các máy đo tỷ trọng kỹ thuật số, tỷ trọng đo được được chuyển trực tiếp thành cồn theo Vol% bằng bảng tích hợp OIML R-22 (Tổ chức Đo lường Pháp định Quốc tế, Khuyến nghị 22: các bảng cồn). Đối với việc đo nhanh các dịch chưng cất, cần một hệ thống đo chính xác và chuẩn bị mẫu cẩn thận.

Ứng dụng trong sản xuất bia

Bia chủ yếu được sản xuất bằng cách lên men nước, mạch nha và hoa bia. Trong quá trình lên men, phần lớn mạch nha (đường) được chuyển hóa thành rượu. Trong quá trình nấu bia, giá trị nồng độ đường (gọi là wort) là một thông số kiểm soát quan trọng vì nó liên quan trực tiếp đến giá trị cuối của nồng độ cồn. Đối với thành phẩm, các giá trị đường (wort ban đầu) và cồn là các giá trị kiểm soát chính.

Ứng dụng trong sản xuất rượu vang

Đường trong nước ép nho, còn gọi là must, ảnh hưởng trực tiếp đến nồng độ cồn của sản phẩm cuối cùng và vì vậy phải được giám sát để đạt được kết quả tối ưu. Việc giám sát hàm lượng đường, cũng như nồng độ cồn trong sản phẩm cuối cùng, có thể được thực hiện bằng các phép đo khối lượng riêng.

Dầu và parafin

Khối lượng riêng là một tính chất vật lý cơ bản có thể được sử dụng kết hợp với các tính chất khác để đặc trưng chất lượng của dầu thô. Vì vậy, nó được dùng trong quá trình thăm dò để theo dõi chất lượng trong sản xuất và để xác định giá trong giao dịch.

Khối lượng riêng và các đại lượng suy ra như tỷ trọng và API gravity được sử dụng trên toàn thế giới để đặc trưng cho các sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng và so sánh chất lượng của chúng. Nhiều loại dầu nặng, dầu bôi trơn và parafin có độ nhớt cao hoặc ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng. Máy đo khối lượng riêng đôi khi được kết hợp với thiết bị gia nhiệt để thực hiện các phép đo này nhanh hơn, chính xác hơn và có độ lặp lại cao hơn.

Hương liệu và nước hoa

Ngành hương liệu và nước hoa sản xuất các thành phần cho nhiều loại sản phẩm khác nhau. Trong một số trường hợp, hương thơm là sản phẩm cuối cùng (ví dụ: nước hoa), trong các trường hợp khác, một lượng nhỏ hương hoặc vị được thêm vào sản phẩm cuối cùng (ví dụ: xà phòng, kem, thực phẩm ăn nhẹ). Một số nguyên liệu thô, đặc biệt là các chất tự nhiên, có giá rất cao trên mỗi kg, vì vậy kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt là điều thiết yếu.

Các kỹ thuật như GC, GC-MS, HPLC hoặc công nghệ IR có thể phân biệt từng hợp chất riêng lẻ trong một hỗn hợp phức tạp; tuy nhiên, các kỹ thuật này đòi hỏi nhiều thời gian và người vận hành có trình độ chuyên môn cao. Vì vậy, nhiều nhà sản xuất dựa vào khối lượng riêng, cùng với các giá trị vật lý khác, để kiểm soát chất lượng nguyên liệu thô, hàng rời và sản phẩm hoàn thiện.

Axit pin

Ắc quy axit-chì dùng trong ngành ô tô được cấu tạo từ các bản cực, chì, chì oxit và một dung dịch điện phân. Các phép đo tỷ trọng được dùng để xác định khối lượng riêng của dung dịch ắc quy, dung dịch này gồm 65% nước và 35% axit sulfuric. Tỷ trọng của dung dịch ắc quy càng cao thì lượng điện còn lại trong ắc quy càng thấp.

Phân bón

Nitơ là chất dinh dưỡng quan trọng nhất cho sự sinh trưởng khỏe mạnh của cây và là thành phần phổ biến của hầu hết các loại phân bón. Khối lượng riêng, kết hợp với khúc xạ kế, có thể được dùng để đo nồng độ nitơ (N) trong dung dịch phân bón Urea Ammonium Nitrate (UAN).

Để biết các ứng dụng, phương pháp và hướng dẫn trong đo mật độ, hãy truy cập Thư viện Ứng dụng của chúng tôi.

Bí quyết
Density Measurement Guide
The Essential Guide for Measuring Density
Download our Density Measurement Guide to achieve the best results and learn how to avoid errors when measuring density.
density measurement
3 Ways to Measure Density
Hydrometers, pycnometers, and digital hydrometers are used in quality and process control to determine the density of liquids. Learn more here.
Máy đo tỷ trọng Excellence

Máy đo tỷ trọng Excellence

Máy đo tỷ trọng để bàn đa năng cho nhiều ứng dụng

Máy đo tỷ trọng EasyPlus tiêu chuẩn

Máy đo tỷ trọng EasyPlus tiêu chuẩn

Máy đo tỷ trọng giá cả phải chăng cho các ứng dụng hàng ngày

Máy đo tỷ trọng cầm tay | Máy đo tỷ trọng di động

Máy đo tỷ trọng cầm tay

Máy đo tỷ trọng di động hoàn toàn tự động cho phòng thí nghiệm hoặc hiện trường

Tỷ trọng là gì?

Tỷ trọng là khối lượng của một chất trên một đơn vị thể tích. Đại lượng này được dùng để đo độ đặc khít của một chất và thường được biểu diễn bằng đơn vị g/cm³ hoặc lb/ft³.

Tỷ trọng của một mẫu được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp "ρ" (cũng có thể dùng chữ cái Latinh D) và được tính theo công thức:

ρ = m / V

Ví dụ: Nếu bạn cho 500 cm³ mẫu vào một cốc thủy tinh và khối lượng đo được là 1000 g, thì tỷ trọng sẽ là:

ρ = 1000 g / 500 cm³ = 2 g/cm³

Sự khác nhau giữa tỷ trọng và khối lượng là gì?

Khối lượng là thước đo lượng vật chất có trong một vật thể hoặc chất lỏng, trong khi tỷ trọng thể hiện lượng khối lượng trên một đơn vị thể tích nhất định.

Ví dụ, 10 kg thép và 10 kg lông vũ có cùng khối lượng nhưng thể tích khác nhau, do đó chúng có tỷ trọng khác nhau.

Một số ví dụ về mật độ trong đời sống hằng ngày là gì?

Bóng bay bơm khí heli có thể bay vì khối lượng riêng của heli thấp hơn khối lượng riêng của không khí.

Dầu nổi trên nước vì nó có khối lượng riêng thấp hơn. Tính chất này hữu ích nếu xảy ra tràn dầu trên nước biển. Việc dầu nổi lên giúp việc làm sạch dễ dàng hơn.

Mối quan hệ giữa tỷ trọng và nhiệt độ là gì?

Mối quan hệ tỷ trọng và nhiệt độ

Tỷ trọng của mẫu phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ; do đó, nhiệt độ cần được ghi lại và kiểm soát một cách chính xác.

Biểu đồ dưới đây thể hiện sự thay đổi tỷ trọng của nước theo nhiệt độ đo.

Thông thường, tỷ trọng được đo ở nhiệt độ tham chiếu là 20°C.

Tỷ trọng của nước ở 20°C là:

ρ nước (20°C) = 0,99821 g/cm³

Trọng lượng riêng là gì?

Tỷ trọng và trọng lượng riêng không giống nhau. Trọng lượng riêng, hay tỷ trọng tương đối, là khối lượng riêng của một mẫu chia cho khối lượng riêng của một chất tham chiếu. Chất tham chiếu đối với chất lỏng và chất rắn thường là nước ở trạng thái có tỷ trọng lớn nhất (4°C), còn đối với khí, đó là không khí ở 25°C.

Tỷ trọng của nước ở 4°C là 1g/cm3 nên ví dụ, nếu một mẫu chất lỏng có trọng lượng riêng nhỏ hơn 1, điều đó có nghĩa là nó có tỷ trọng nhỏ hơn nước và sẽ nổi. Nếu mẫu có trọng lượng riêng lớn hơn 1, nó sẽ đặc hơn nước và sẽ chìm trong nước.

Tại sao tỷ trọng có thể được dùng để xác định một mẫu vật?

Tỷ trọng là gì? Vì sao có thể dùng nó để xác định mẫu?

Có thể dễ dàng dùng tỷ trọng để xác định một mẫu vật tinh khiết vì mỗi nguyên tố đều có một giá trị khối lượng riêng đặc trưng. Sau khi đo đạc, ta có thể tra cứu giá trị tỷ trọng của mẫu vật đó để xác định xem nó tương ứng với chất nào.

Tỷ trọng của các dung dịch được đo như thế nào?

Tỷ trọng là gì và có thể đo nó trong các dung dịch hòa tan như thế nào?

Hãy lấy ví dụ về dung dịch ethanol trong nước.

Như đã đề cập trước đó, ở nhiệt độ 20°C, nước nguyên chất có tỷ trọng ρ = 0,9982 g/cm³, còn ethanol nguyên chất có tỷ trọng ρ = 0,9839 g/cm³. Dung dịch ethanol/nước sẽ có giá trị tỷ trọng phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch.

Hãy cùng xem tỷ trọng của dung dịch ethanol/nước với nồng độ ethanol 20% là bao nhiêu:

Độ nhớt là gì?

Tỷ trọng và độ nhớt có liên quan đến nhau không?

Tỷ trọng và độ nhớt không liên quan đến nhau. Độ nhớt đơn giản là thước đo khả năng chống lại dòng chảy của chất lưu.

Ví dụ, mật ong có độ nhớt cao hơn nước muối nhưng lại có tỷ trọng thấp hơn.

Đơn vị SI của độ nhớt là pascal-giây (Pa·s).

Những thiết bị nào được sử dụng để đo tỷ trọng?

Tỷ trọng là gì và làm thế nào để đo lường nó?

Tỷ trọng của dung dịch có thể được đo bằng phương pháp thủ công hoặc kỹ thuật số. Để biết thêm thông tin chi tiết về cách đo tỷ trọng bằng bình tỷ trọng (pycnometer), tỷ trọng kế (hydrometer) và máy đo tỷ trọng kỹ thuật số, vui lòng tham khảo hướng dẫn "3 cách đo tỷ trọng" của chúng tôi.

Các phương pháp thủ công như sử dụng bình tỷ trọng và tỷ trọng kế được sử dụng rộng rãi để xác định tỷ trọng và các giá trị liên quan, ví dụ như tỷ trọng tương đối (specific gravity), độ cồn (%), độ Brix, độ API, độ Baumé, độ Plato, v.v. Mặc dù các phương pháp này dễ sử dụng và chi phí thấp, chúng đòi hỏi người thực hiện phải có chuyên môn trong từng bước của quy trình thao luận thủ công, điều này thường ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy của kết quả.

Bình tỷ trọng là một dụng cụ thủy tinh có thể tích xác định. Bình được cân khi chưa chứa mẫu (M1), sau đó được đổ đầy mẫu và cân lại (M2). Hiệu số giữa M1 và M2 chia cho thể tích của bình chính là tỷ trọng của mẫu.

Tỷ trọng kế là một dụng cụ thủy tinh được nhúng vào mẫu. Sau một khoảng thời gian ngắn để ổn định, nó sẽ nổi ở một mức nhất định. Mẫu có tỷ trọng càng cao thì tỷ trọng kế càng nổi cao (ít chìm hơn). Giá trị tỷ trọng được xác định dựa trên mức ổn định này.

Bộ dụng cụ đo tỷ trọng (Density Kit) được sử dụng kết hợp với cân phân tích. Một vật thể thủy tinh có thể tích xác định được cân trong không khí (M1), sau đó nhúng vào mẫu và cân lại khi đang ngập trong mẫu (M2). Hiệu số giữa M1 và M2 (lực đẩy nổi) chia cho thể tích của vật thể thủy tinh chính là tỷ trọng của mẫu. Một giá đỡ chuyên dụng cũng có thể được sử dụng để đo tỷ trọng của chất rắn, thông qua việc sử dụng chất lỏng tham chiếu (nước, ethanol hoặc chất lỏng do người dùng tự chọn).

thiết bị đo khối lượng riêng
density measurement instruments


Máy đo tỷ trọng kỹ thuật số có sẵn ở cả dạng để bàn và cầm tay. Các thiết bị này sử dụng công nghệ ống dao động để đo tỷ trọng mẫu với độ chính xác cao trong thời gian ngắn. Một ống thủy tinh rỗng sẽ dao động ở một tần số nhất định. Tần số này sẽ thay đổi khi ống chứa đầy mẫu: khối lượng mẫu càng lớn thì tần số càng thấp. Tần số này được đo và chuyển đổi thành giá trị tỷ trọng. Ngoài ra, các máy đo tỷ trọng kỹ thuật số để bàn còn sử dụng bộ điều nhiệt Peltier tích hợp để kiểm soát nhiệt độ của mẫu.

Để biết thêm thông tin về máy đo tỷ trọng kỹ thuật số cũng như sự so sánh giữa thiết bị này và các phương pháp thủ công, vui lòng tham khảo phần So sánh các kỹ thuật đo lường của chúng tôi.

Tôi muốn…
Bạn cần hỗ trợ?
Đội ngũ của Chúng tôi luôn sẵn sàng.