Плотность бензина: что это и зачем ее измерять?

Плотность — отношение массы вещества к его объему, измеряется в кг/м³ (килограмм на кубический метр), реже — в г/м³. Соответственно, чтобы рассчитать этот показатель, нужно массу разделить на объем. Формула следующая: p = m/V. Фактически мы выясняем, сколько килограммов вещества умещается в одном кубометре пространства. Зачем это нужно?

Цели измерений

Плотность бензина соотносится с его маркой и химическим составом. Знать этот показатель бывает полезно при приемке топлива и оценке его качества. Например, можно определить массу большого объема горючего, чтобы адекватно рассчитаться за крупную партию. Если нет возможности взвесить товар, масса вычисляется по объему и плотности. Методика приведена в ГОСТ 8.599-2010 (ранее — ГОСТ Р 8.595-2004).

В целом, качество топлива регламентируется ГОСТ 32513-2013. Для каждой марки установлены отдельные нормативные показатели. Если вы измерили плотность бензина и увидели, что она не соответствует норме, у вас, скорее всего, возникнут сомнения насчет качества или марки горючего. Чтобы добраться до истины, придется обратиться в лабораторию. Но не стоит спешить.

Как сделать замер и при чем здесь температура?

ГОСТ предписывает измерять плотность бензина при температуре +15 °C. Как мы помним из школьного курса физики, при нагревании вещество расширяется. Чем выше температура, тем ниже плотность. Чем вещество холоднее, тем оно плотнее. В идеале замеры проводят в лаборатории. Но в домашних условиях это тоже можно сделать, правда, погрешность будет выше. Порядок следующий.

1. Берем мерную емкость (с делениями).
2. Взвешиваем емкость.
3. Заливаем 100 мл топлива.
4. Взвешиваем все вместе.
5. Вычитаем первую массу из второй.
6. Делим результат на объем топлива (100 мл).

Но проще взять специальный прибор — ареометр. В народе его также называют плотномер, а для нефтепродуктов изобрели специальное устройство — нефтеденсиметр. Он оснащен и мерной шкалой, и термометром. Принцип действия основан на законе Архимеда. Методология замеров описывается в ГОСТ Р 51069-97. Если под рукой нет ни лаборатории, ни оборудования, ни весов с мерным стаканчиком, плотность бензина рассчитывают по данным из документов на горючее.

Формула «литр за градус»

Конечно, для расчетов используют и более сложные и точные методы: например, перевод в градусы API или соотнесение с удельным весом воды. Но часто применяются упрощенные способы. При покупке-продаже крупных партий топлива некоторые делают поправку по принципу «с каждой тонны один литр за один градус». Как это? Допустим, вы покупаете 10 тонн бензина (точнее, 10 000 литров) и при +15 °C его плотность равняется 760 кг/м³. Что произойдет, если температура повысится до +18 °C?

Вещество нагреется и расширится, его плотность снизится, а объем увеличится. Его как будто бы станет больше. Если водитель бензовоза залил 10 000 литров при +18 °C, то при +15 °C они сожмутся примерно до 9 970 литров (разница в 3 градуса, умноженная на 10 тонн). Иногда этим пользуются недобросовестные торговцы. Если заправиться ранним утром, во время самой низкой суточной температуры, а продать горючее после обеда, в самую жару, можно увеличить прибыль. Однако, если покупатель знает, как объем связан с плотностью и температурой, его уже не проведешь.

Сравнение разных марок

Плотность бензина АИ-92 (при температуре +15 °C) варьируется от 740 до 770 кг/м³. Плотность АИ-95 находится в пределах 745–755 кг/м³. У разных нефтепродуктов этот показатель составляет от 700 до 780 кг/м³. Но с октановым числом он никак не связан. Высокооктановый бензин может иметь небольшую плотность. Это видно по таблице средних значений.

Марка бензина	Плотность (кг/м3)
АИ-92	760
АИ-95	750
АИ-98	780
«Премиум-98» и «Супер-98»	725–780

Более значимую роль здесь играет химический состав. К примеру, алифатические соединения плотнее ароматических. Бензин представляет собой смесь углеводородов — нафтенов, парафинов и олефинов. Последние делают топливо плотнее, но из-за них в атмосферу выбрасывается больше угарного газа. Поэтому в экологических целях их количество стараются снизить.

А зачем вообще повышать плотность бензина?

На разреженность вещества влияет не только температура, но и атмосферное давление. И в гористой местности машина может начать «капризничать», плохо тянуть, потому что давление здесь низкое. Дело в том, что плотность также соотносится с количеством энергии, которая скрывается в определенном объеме: чем плотнее, тем мощнее и, соответственно, выше КПД мотора. У дизеля, к примеру, показатели вообще находятся в районе 850 кг/м³.

С плотностью бензина связана и «прожорливость» машины. Менее плотное вещество расходуется быстрее. Если водитель замечает, что расход горючего вырос, возможно, ему стоит сменить АЗС. Текучесть и порог застывания также связаны с плотностью. Оттого-то дизель и такой вязкий. Кстати, зимняя солярка по нормативам должна быть менее плотной, чем летняя, иначе двигатель будет плохо запускаться.

Плотность бензина зависит от сорта и качества нефти, из которой он произведен. Здесь играют роль и способ переработки, и условия хранения, а также количество и тип присадок, добавленных в горючее. Без лабораторного оборудования состав определить невозможно. Но плотность позволяет кое-что понять о качестве заливаемого бензина. И позаботиться о своем моторе.