ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДНО-СПИРТОВЫХ РАСТВОРОВ

Водно-спиртовые растворы являются очень сложными и недостаточно изученными системами. Их физическим свойствам присущи многие особенности, причины которых еще не получили объяснения. В зависимости от их состава и внешних условий в них происходят различные ассоциативные процессы, благодаря которым устанавливаются определенные связи между отдельными одинаковыми молекулами воды и спирта, образуются комплексы разнородных молекул, а также устанавливается взаимодействие между этими комплексами и отдельными молекулами воды и спирта [3].
При изменении состава раствора и внешних условий - температуры, давления - происходят перегруппировки ассоциатов, изменяется прочность различных связей, что является причиной изменения физических свойств системы [4].
Плотность водно-спиртовых растворов зависит не только от состава компонентов, но и от температуры. При этом спирт и вода изменяют свой объем при изменении температуры не в одинаковой степени [2].
Изучению плотности жидкого этилового спирта посвятил ряд своих работ Д.И.Менделеев. Полученные им данные о плотности этилового спирта и его водных растворов в большинстве стран мира до сих пор положены в основу спиртомерных таблиц. Эти таблицы многократно расширялись в нескольких направлениях. В настоящее время таблицы содержат данные по зависимости значений плотности водно-спиртовых растворов от их крепости и температуры. Плотность определена с точностью до пятого знака после запятой, а крепость и температура ограничена целыми значениями [2, 5].
Первоначально, следуя традиционному подходу, решалась задача расширения значений крепости и температуры водно-спиртовых растворов до сотых путем нахождения оптимальных коэффициентов двухпараметрической аппроксимации. При этом аппроксимация проведена уравнениями с первого до пятого порядка. Точность значений коэффициентов ограничивалась восьмым порядком. Проведены расчеты значений плотности водно-спиртовых растворов при различных значениях крепости и температуры. Полученные значения сравнивались со значениями плотности по водно-спиртовым таблицам и рассчитаны погрешности.
Анализ полученных результатов показал невозможность описания зависимости плотности водно-спиртовых растворов от температуры и крепости одним хаpaктеристическим уравнением. Сделан вывод о том, что необходимо при каждом значении крепости водно-спиртового раствора находить функциональную зависимость плотности от температуры. Исследованы линейная зависимость, кривые второго и третьего порядка, а также экспоненциальные зависимости. Для этих зависимостей найдены коэффициенты аппроксимации и коэффициент детерминированности.
Во всех случаях зависимости достаточно хорошо описывают прогнозируемые значения, т.к. коэффициент детерминированности близок или равен 1. Лучшее совпадение с данными ГОСТ 3639-79 [1] дает уравнение третьего порядка вида:
ρ=α0+α1·t+α2·t2+α3·t3,
где ρ - плотность водно-спиртового раствора, кг/м3; α0,α1, α2, α3 - коэффициенты уравнения регрессии; t - температура, ºС.
На основании полученных результатов разработана информационная система (ИС) определения физических хаpaктеристик водно-спиртовых растворов.
Эта информационная система представляет собой самостоятельный модуль, который позволяет определять плотность водно-спиртового раствора с разрядностью до 10-5, при этом представляется возможным задавать значения крепости и температуры с десятыми и сотыми долями. В случаях, когда задаваемые значения выходят за пределы водно-спиртовых таблиц, во всплывающем окне выдается сообщение «нет данных». Программа при расчете плотности на основании температуры и крепости реализует метод линейной интерполяции. В качестве исходных данных формируется массив значений, импортированный из расширенных водно-спиртовых таблиц формата MS Excel.
Рассмотрим работу ИС на следующем примере. Допустим, что нам необходимо определить значение плотности водно-спиртового раствора при температуре t=27,54ºC и крепости К=10,12%. На первом этапе значения температуры и крепости округляются до целых значений и в качестве промежуточных переменных сохраняются значения после запятой. Из исходного массива данных находятся значения плотности при температурах 27 и 28ºС, равные при К=10% - 0,98284 и 0,98252, а также при К=11% - 0,98159 и 0,98126, соответственно. Согласно правил линейной интерполяции, для нахождения значения плотности при температуре t=27,54ºC и К=10% необходимо воспользоваться формулой:
ρ=(ρt=28-ρt=27)·0,54+ρt=27=(0,98252-0,98284)·0,54+0,98284=0,98267 кг/м3.
Аналогично для крепости 11%:
ρ=(ρt=28-ρt=27)·0,54+ρt=27=(0,98126-0,98159)·0,54+0,98159=0,98141 кг/м3.
Полученные данные служат исходными для пересчета плотности при дробной крепости 10,12%:
ρ-(ρ 11%-ρ 10%)·0,12+ρ 10%-(0,90141-0,90267)·0,12+0,90267-0,90252 кг/м 3.
Для обратного пересчета из плотности и температуры в крепость водно-спиртового раствора использован модифицированный алгоритм. Рассмотрим работу алгоритма на примере. Даны плотность водно-спиртового раствора ρ=0,98252 кг/м3 и температура t=27,54ºC необходимо найти крепость водно-спиртового раствора. Ограничиваем температурный диапазон 27 и 28ºС. При t=27ºС находим промежуток значений плотности, в который попадает введенное значение плотности. Находим соответствующие этому промежутку значения плотности при t=28ºС.
Методом линейной интерполяции находим значение при температуре 27,540С. Организуем два вложенных цикла - внешний с перебором значений крепости с точностью до десятых долей после запятой, и внутренний - с перебором значений крепости с точностью до сотых долей после запятой. Внутри цикла рассчитанные значения сравниваются с введенным значением плотности. При равенстве рассчитанного и введенного программа заканчивает работу и выводит результат в соответствующее поле интерфейса программного модуля.
На рисунке представлен интерфейс ИС с результатами расчетов по рассмотренным примерам.
В результате выполнения работы получены аппроксимационные зависимости плотности водно-спиртовых, которые позволили расширить водно-спиртовые таблицы до сотых значений температуры и крепости. На основе расширенных водно-спиртовых таблиц разработана ИС расчета плотности в зависимости от температуры и крепости, а также обратного пересчета значений температуры в зависимости от плотности и крепости водно-спиртовых растворов. Результаты исследования имеют не только пpaктическое, но и теоретическое значение в изучении свойств водно-спиртовых растворов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- ГОСТ 3639-79. Растворы водно-спиртовые. Методы определения концентрации этилового спирта. Срок изменений № 1 от 01.06.1987 (рег. 11. 12.1986), № 2 от 12.09.2008.
- Рухлядева А.П. Справочник для работников лабораторий спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 232 с.
- Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль / Яровенко В.Л., Устинников Б.А., Богданов Ю.П. и др. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 335 с.
- Стабников В.Н. Этиловый спирт. - М., 1976. - 273 с.
- Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. Технология спирта. - М.: Колос, 2002. - 465 с.
Статья в формате PDF
249 KB...
11 10 2026 3:56:28
Статья в формате PDF
102 KB...
10 10 2026 14:10:22
Статья в формате PDF 120 KB...
09 10 2026 17:50:11
Статья в формате PDF
135 KB...
07 10 2026 6:56:49
Статья в формате PDF
132 KB...
06 10 2026 5:23:47
Статья в формате PDF
128 KB...
05 10 2026 22:43:18
Статья в формате PDF
139 KB...
04 10 2026 9:20:50
Статья в формате PDF
114 KB...
03 10 2026 19:24:11
Статья в формате PDF
140 KB...
02 10 2026 5:40:25
Статья в формате PDF
249 KB...
01 10 2026 9:37:30
Статья в формате PDF
114 KB...
30 09 2026 21:53:44
Статья в формате PDF
133 KB...
29 09 2026 7:19:53
В связи со значительным ростом ВИЧ-инфекции на территории России все больше стало встречаться инвазий грибковой природы. При этом у ВИЧ-инфицированных частота носительства кандид в полости рта достигает 80%, тогда как у пpaктически здоровых она составляет 46-51%. Особенностью клиники кандидоза у ВИЧ-инфицированных является высокая частота поражения ротоглотки и пищевода при отсутствии поражения кожи и ногтей. Особую группу составили ВИЧ-инфицированные, у которых был диагностирован аспергиллез (80 заключенных женщин). У лиц с иммунодефицитом вначале поражаются грибом легкие, затем в процесс вовлекаются плевра, лимфатические узлы. Током крови аспергиллы могут заноситься в другие органы, образуя там специфические гранулемы, которые обычно абсцедируют.
...
28 09 2026 4:33:47
Целью настоящего исследования явилось изучение хаpaктера нарушений реологических свойств крови при гестозе различной степени тяжести. Обследовано 67 беременных с гестозом, которые были распределены на 3 группы по степени тяжести гестоза. Во всех трех группах наблюдения обнаружены изменения индекса деформации эритроцитов, изменение вязкости крови при всех скоростях сдвига – низких, средних, высоких. Полученные данные указывают на целесообразность использования в комплексной оценке тяжести гестоза метода изучения реологии крови с помощью анализатора АКР-2.
...
27 09 2026 10:35:48
Статья в формате PDF
113 KB...
26 09 2026 18:42:48
Статья в формате PDF
256 KB...
25 09 2026 21:56:27
Описан состав Сумсунурского батолита рифейского возраста, сложенного кварцевыми диоритами, тоналитами, трондьемитами, а также дайками лейкогранитов и аплитов, отнесённых по сумме признаков к адакитовым гранитоидам. Среди тоналитов и трондьемитов по минеральному и химическому составам выделяются по две разновидности. В трондьемитах и аплитах проявлены два типа тетрадного эффекта фpaкционирования РЗЭ. Установлено, что в процессе генерации адакитовых гранитоидов участвовали разнородные источники плавления субстрата: мантийный и коровый. Становление породных типов происходило при участии флюидов мантийной природы и корового обводнения. Выдвинуто предположение, что формирование комплексного и крупного по запасам золотого Зун-Холбинского месторождения описываемого района принимали различные источники (мантийные и коровые). Взаимодействие последних генерировало золотое оруденение. Высказано предположение о прострaнcтвенной и парагенетической связи оруденения с раннепалеозойским холбинским и более древним рифейским сумсунурским комплексами.
...
23 09 2026 3:53:51
Статья в формате PDF
110 KB...
22 09 2026 0:44:21
Статья в формате PDF
275 KB...
21 09 2026 11:53:33
Статья в формате PDF
253 KB...
20 09 2026 8:30:31
Статья в формате PDF
118 KB...
19 09 2026 12:59:28
Статья в формате PDF
119 KB...
18 09 2026 16:38:45
Статья в формате PDF
132 KB...
17 09 2026 14:19:52
Статья в формате PDF
478 KB...
16 09 2026 20:38:14
Статья в формате PDF
101 KB...
15 09 2026 17:13:50
Статья в формате PDF
126 KB...
14 09 2026 8:16:15
Статья в формате PDF
109 KB...
12 09 2026 20:51:31
Статья в формате PDF
127 KB...
09 09 2026 16:17:34
Статья в формате PDF
196 KB...
08 09 2026 8:41:46
Статья в формате PDF
269 KB...
07 09 2026 6:28:43
Рассмотрена современная классификация и номенклатура пробиотических средств. Проведен анализ по составу и форме выпуска препаратов, представленных на российском фармацевтическом рынке. Даны рекомендации по оптимальному дозированию препаратов пробиотиков и повышению их устойчивости с помощью метода иммобилизации.
...
06 09 2026 11:58:44
Статья в формате PDF
103 KB...
05 09 2026 22:25:30
Статья в формате PDF
210 KB...
04 09 2026 15:19:43
В статье представлены актуальные данные о проблеме урогeнитaльного xлaмидиоза. Рассмотрены современные вопросы эпидемиологии, патогенеза и терапии инфекции.
...
03 09 2026 20:33:54
Статья в формате PDF
142 KB...
02 09 2026 20:55:26
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::