Способ определения массы механической частицы Советский патент 1993 года по МПК G01G9/00 

1.5...2 раза превышает начальный импульс частицы и соответственно во столько же раз возрастает ошибка опыта.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно увели- чение достоверности результатов измерения при больших скоростях движения ВСМЧ.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе замера массы ВСМЧ, включающем разгон частицы и установку на ее пути преграды, в качестве последней используют жидкость в калориметре, замеряют температуру жидкости до и после воздействия на нее частицей и массу частицы определяют по формуле:

2 АТ(Сжтж + Сктк) :

vl

где Сж, Т1Ж, Ск, тк - соответственно удельная теплоемкость и масса жидкости и калориметра, ДТ - прирост температуры жидкости.

Для достижения большей точности замера в качестве жидкости калориметра используют жидкость с малой удельной теплоемкостью, например, масло.

На чертеже изображена схема установки по предлагаемому способу. Здесь I - ВСМЧ массой т, движущаяся со скоростью V0, 2 - корпус калориметра, 3 - жидкость.

Частица 1 обладает кинетической энергией .

Ек

m V|

О)

При попадании в жидкость калориметра частица независимо от того, разрушается она на большой скорости или остается це- .лой, передает всю энергию движения калориметру и жидкости в виде тепловой .энергии Ет:. Ет Еж+Ек(Сжтж+Сктж+Сктк) А Т (2) где Сж, гПж, Ск, тк - сротеетственно теплоёмкость и масса жидкости и калориметра, ДТ - прирост температуры жидкости и калориметра до и после воздействия ВСМЧ.

Замерив AT, из (.1) и (2) определяют массу частицы по формуле:

т 2 ДТ(Сжтж + Ск Мк)га

У2 V

Vo

На точность определения массы оказывает влияние погрешность, с которой определяется величина AT . Чем больше AT , тем с меньшей погрешностью можно определить величину т. Из (3) можно записать:

гпУр. ... A1 (Сж.тж+Ск т7) (Ц)

то есть А Т определяется помимо начальных параметров движения частицы свойст-1 вами жидкости и калориметра. При использовании жидкости с меньшей теплоемкостью Сж перепад А Т будет большим и : погрешность измерения уменьшается. В качестве такой жидкости удобно использовать, например, масло.

Пример. При замере массы стальной

частицы диаметром 1 мм (.004 г), движущейся со скоростью V0 8 км/с, прирост температуры в стальном калориметре массой 0,5 кг с водой в качестве жидкости, имеющей массу 0,5 кг, прирост температуры

составляет AT 0,06°С.

При использовании в качестве жидкости масла с удельной теплоемкостью 0,5 ккал/кг-град. прирост температуры составляет 0,1°С. Таким образом, точность замера

в этом случае увеличивается практически вдвое. .

Таким образом, предлагаемый способ по точности замера ограничен лишь возможностями измерительной аппаратуры и

: позволяет практически вдвое увеличить точность замера массы по сравнению с использованием баллистического маятника. . Использование масла в качестве жидкости калориметра в свою очередь увеличивает точность замера..

Формула из обретен и.я Способ определения массы механической частицы, заключающийся в ее высокоскоростном разгоне и взаимодействии с

преградой, по которому судят о массе механической частицы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве преграды используют жидкостный калориметр, причем до и после взаимодействия

механической частицы с жидкостью калориметра измеряют температуры жидкости, а в момент взаимодействия - скорость механической частицы; массу которой определяют по формуле: .

2 ДТ(Сжтж+Сктк)

т

V2o

--

где AT T2-Ti - прирост температуры жидкости калориметра (Ti - температура жидкости до взаимодействия с механической частицей, а Та - после взаимодействия с механической частицей); .

Сж, Ск-удельные теплоемкости жидкости и калориметра соответственно;

тж, тк - массы жидкости и калориметра соответственно; ,

V0 - .скорость механической частицы в момент взаимодействия с жидкостью калориметра.

,1

л