分析天平的稱量原理是什么?
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-07-02
定量分析中必須使用分析天平對試樣、試劑等進(jìn)行準(zhǔn)確稱量,因此,只有熟悉分析天平的稱量原理,了解分析天平的構(gòu)造和正確的使用方法,熟惡各部件的性能、保管規(guī)則,才能熟練地使用天平,避免因保管不要或使用不當(dāng),影響稱量的準(zhǔn)確度或損傷天平的某些部件。
分析天平的稱量原理是什么呢?
天平是根據(jù)杠桿原理設(shè)計(jì)制成的。一般分析天平的支點(diǎn)在兩力點(diǎn)之間,如圖3-1所示,AC為天平梁,B為支點(diǎn),A與C為左右兩力點(diǎn),AB與BC為杠桿的兩臂,長度分別為L1與L2。整個(gè)擺動(dòng)部分的梁、盤及稱載物的重心位于文點(diǎn)B的下方。如果A點(diǎn)(左盤)負(fù)載質(zhì)量為m1的物品,C點(diǎn)為用來平街該物品質(zhì)量的砝碼,其質(zhì)量設(shè)為m2,因?yàn)橐话闾炱蕉嗍堑缺鄣模碆是AC的中點(diǎn),故L1=L2。F1與F2分別為地心對物品(m1)和砝碼(m2)的引カ(即重力)。因F=mg,m為物質(zhì)的量,g為重力加速度,當(dāng)天平平衡時(shí),支點(diǎn)兩邊力矩(力乘力臂)相等,則:
F1L1=F2L2
F1=m1g F2=m2g
m1gL1=m2gL2
故 m1=m2
這說明砝碼質(zhì)量m2代表了物品的質(zhì)量m1。分析天平就是根據(jù)此杠桿原理用砝碼質(zhì)量來表示物品質(zhì)量的一種衡器。
質(zhì)量是表示物質(zhì)多少的一個(gè)物理量。由于物質(zhì)是守恒的,所以質(zhì)量也是守恒的量,即其總量不變。重量(或重力)是地心對物質(zhì)的引力,可隨著距地心的遠(yuǎn)近而改變。處于平衡狀態(tài)的天平一般不受距地心遠(yuǎn)近的影響,因此所用砝碼的質(zhì)量可以代表物質(zhì)的質(zhì)量(不考慮空氣浮力和失重狀態(tài))。可見用天平稱得物質(zhì)的量,實(shí)為物質(zhì)的質(zhì)量,習(xí)慣上常把質(zhì)量說成重量。化學(xué)上所指物質(zhì)的重量完全是物質(zhì)的質(zhì)量。
一般分析天平最大載重為100克或200克;最低稱量可達(dá)萬分之一克。