分析天平的称量原理是什么?
实验室k / 2019-07-02
定量分析中必须使用分析天平对试样、试剂等进行准确称量,因此,只有熟悉分析天平的称量原理,了解分析天平的构造和正确的使用方法,熟恶各部件的性能、保管规则,才能熟练地使用天平,避免因保管不要或使用不当,影响称量的准确度或损伤天平的某些部件。
分析天平的称量原理是什么呢?
天平是根据杠杆原理设计制成的。一般分析天平的支点在两力点之间,如图3-1所示,AC为天平梁,B为支点,A与C为左右两力点,AB与BC为杠杆的两臂,长度分别为L1与L2。整个摆动部分的梁、盘及称载物的重心位于文点B的下方。如果A点(左盘)负载质量为m1的物品,C点为用来平街该物品质量的砝码,其质量设为m2,因为一般天平多是等臂的,即B是AC的中点,故L1=L2。F1与F2分别为地心对物品(m1)和砝码(m2)的引カ(即重力)。因F=mg,m为物质的量,g为重力加速度,当天平平衡时,支点两边力矩(力乘力臂)相等,则:
F1L1=F2L2
F1=m1g F2=m2g
m1gL1=m2gL2
故 m1=m2
这说明砝码质量m2代表了物品的质量m1。分析天平就是根据此杠杆原理用砝码质量来表示物品质量的一种衡器。
质量是表示物质多少的一个物理量。由于物质是守恒的,所以质量也是守恒的量,即其总量不变。重量(或重力)是地心对物质的引力,可随着距地心的远近而改变。处于平衡状态的天平一般不受距地心远近的影响,因此所用砝码的质量可以代表物质的质量(不考虑空气浮力和失重状态)。可见用天平称得物质的量,实为物质的质量,习惯上常把质量说成重量。化学上所指物质的重量完全是物质的质量。
一般分析天平最大载重为100克或200克;最低称量可达万分之一克。