Question

Чому температура повітря впливає на точність зважування?

Answer 1

Если говорить о рычажных весах, то принцип их работы - это равенство моментов сил. То есть сила, стремящаяся повернуть правую чашу по часовой, равна силе, которая стремится повернуть левую чашу против часовой.

M1 = F1*L1

M2 = F2*L2

M1 = M2

Существуют весьма точные весы, точность которых - до n-ого знака после запятой. Как будет влиять изменение температуры воздуха на измерения с помощью таких весов? Когда температура воздуха повышается, происходит изменение длины плеч коромысла весов - потому что металл расширяется при нагревании. Одно из плеч коромысла может стать длиннее и в итоге равенство моментов нарушится:

M1 = F1*L1

M2 = F2*(L2 + к примеру 0,0012 м)

M1 ≠ M2

При охлаждении воздуха происходит его конденсация на предметах. Такая конденсация может образоваться и на деталях весов. А если весы особенно чувствительные, то изменение температуры повлияет на измерения особенно сильно. В этом случае также нарушается равенство моментов:

M1 = F1*L1

M2 = (F1 + к примеру 0,00012 кг *g)*L2

M1 ≠ M2

В общем, изменение температуры окружающей весы среды сильно влияет на измерения - погрешности могут быть довольно большими. И всё это из-за того, что детали весов могут расшириться (от нагрева) или сжаться (от охлаждения), влага может осесть на деталях, а её поверхностная плотность на одном плече может быть больше, чем на другом - в следствие всего этого нарушается равенство моментов сил.

Answer 2

Температура повітря може впливати на точність зважування через декілька механізмів:

1. Термічний розширення матеріалів: Більшість матеріалів, включаючи метали і пластмаси, розширюються при збільшенні температури і стискаються при зниженні. Це може впливати на розміри та форму важільних систем та датчиків зважування, що в свою чергу може викликати зміни у точності зважування.

2. Зміни щільності повітря: Температура впливає на щільність повітря. В гарячому повітрі повітряна щільність зменшується, що може створювати менший опір для зважуваного предмета, що піддається впливу повітряного опору. Це може викликати мінімальні зміни в зважуванні, але при високій точності це може мати значущий вплив.

3. Зміна гравітаційного прискорення: Зміни температури також можуть впливати на гравітаційне поле Землі. Гравітаційне поле слабше в гарячому повітрі і сильніше в холодному. Це може викликати дрібні зміни у вагі об'єкта на зважувальній платформі.

Для забезпечення максимальної точності зважування важливо контролювати усі можливі фактори, які можуть впливати на результати. Тому лабораторії і підприємства з зважуванням зазвичай прагнуть утримувати сталу температуру та інші умови вимірювання, щоб забезпечити надійні та точні результати.