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天平的發(fā)展史和使用方法
閱讀：1579 發(fā)布時間：2011-7-2
天平的發(fā)展史：
在化學實驗中較早使用天平的有英國化學家布萊克，他生活和工作于18世紀,，那個時候,，正是化學中不斷發(fā)現(xiàn)氣體,、并開始建立理論的時期,。布萊克在化學研究中非常重視實驗,，而且是*個應用定量的方法研究氣體的人,。1755年,，他寫了一篇論文,，內(nèi)容是對石灰石等堿性物質(zhì)的實驗研究。論文中提到,，他發(fā)現(xiàn)將石灰石煅燒會產(chǎn)生氣體,。于是，他在煅燒前稱量了石灰石的重量,，煅燒后再次稱量重量,，結果發(fā)現(xiàn)，石灰石經(jīng)過煅燒重量減少了44％,，他認為這個重量正是從中釋放出的氣體的重量,。在此基礎上，他又進行了多方面的研究,，比如,，他將石灰石與酸作用，發(fā)現(xiàn)也有氣體產(chǎn)生,，用石灰水吸收這種氣體,，并進行了定量研究，他發(fā)現(xiàn)這種氣體的重量與煅燒石灰石產(chǎn)生的氣體的重量相等,，由此他認識到,，石灰石中固定著一種氣體，他稱之為“固定空氣”（即現(xiàn)在我們熟知的二氧化碳）,。從布萊克的實驗研究中可以了解到,，他進行了定量研究，定量研究需要稱量,，而稱量離不開天平,。歷史資料表明，布萊克確實使用了天平,，他用過的天平今仍保存在愛丁堡*博物館中,，下圖即是布萊克用過的天平。
用繩子掛著稱盤,，橫梁又掛在另一個稱鉤上,。布萊克正是用這個天平進行化學實驗研究，而且做出了發(fā)現(xiàn)的,，這個天平的使用,，不僅在化學實驗中建立了定量方法，而且對天平的進一步發(fā)展,、改良,，也是重要的。
布萊克之后,，英國化學家亨利·卡文迪許也進行過精密的定量實驗,，據(jù)說還曾設計制造過天平,，由于卡文迪許本人的生平資料不詳，現(xiàn)在很難確切知道他是何時和如何設計,、制造天平的,。后來，卡文迪許用過的天平曾在*科學院展覽,。這架天平放在柜內(nèi),，天平的式樣從外面看不太清楚，見下圖： 獅子天平
我們知道,，法國化學家拉瓦錫,，是一位非常重視定量研究的人，他經(jīng)常使用天平,，而且注意稱量的性,。正是在的定量研究中，拉瓦錫確定了氧氣的存在,，并且建立了科學的氧化燃燒理論,。應用定量方法研究化學變化，必須假定化學變化前后物質(zhì)質(zhì)量守恒,，由此拉瓦錫確立了質(zhì)量守恒定律。拉瓦錫的研究工作得到天平的幫助,，可是拉瓦錫本人卻很少設計和制造儀器,，也沒有設計和制造過天平，不過,，18世紀的法國,，天平比較普及，有許多小店鋪就出售天平,，拉瓦錫可能得益于這種良好的條件,。我們在下圖看到的是18世紀的法國天平的式樣，或許是當時天平中的一種式樣,。
18世紀末英國也已經(jīng)制造出了一種天平,，橫梁中央嵌上一個鋼質(zhì)的刀口。把它放在瑪瑙盤中,，大大提高了精密度和靈敏度,。當時出現(xiàn)了一些天平設計家和制造家，不過,，據(jù)說天平的價格比較貴,，而且要先預定，不像法國,，天平雖不那么精密,，但比較容易買到,。下圖展示的是一個費德勒的人為*學會制造的一架天平，曾在倫敦科學博物館展出,。
在英國,，使用天平的不限于化學家和科學家，普通醫(yī)藥商店也常用天平,，化學原子論的提出者道爾頓,，在科學研究中經(jīng)常使用天平，由于道爾頓在化學*的重要地位和他在英國科學界的影響,，使他成了人物,，成了化學家，他使用過的天平據(jù)說也成了不凡之物,，后來為英國曼徹斯特文學和哲學會所有,，并為該會收藏。道爾頓曾經(jīng)是這個學會的會員,。
19世紀20年代,，倫敦有一位儀器設計家叫羅賓遜，他開始設計和制造分析天平,，不僅英國,，就連美國在一個時期里都使用這種天平。羅賓遜用空心材料做橫梁,，把梁做成三角形,，豎梁中部有指針。
有刻度橫梁和游碼的天平,，大約也是在19世紀誕生的（前面介紹托盤天平時,，在圖中橫梁上標有刻度和游碼），究竟誰是這種天平的發(fā)明人有不同說法,，也存在爭議,。可是1851年在倫敦召開了一次博覽會,，英國和歐洲大陸國家的一些主要天平制造商都參加了,，經(jīng)博覽會審查團審議，后把高獎獎給了奧耶領,，以表彰他在有刻度橫梁和滑動裝置（即游碼）天平的制造上所做的貢獻,，由此看來，奧耶領的發(fā)明權得到了上的確認,。
在很長時期里,，天平制造業(yè)中流行一種理論，認為天平的橫梁越長天平越靈敏,。但是有一個叫波爾·邦格的人卻不受這種理論的限制,，1866年,，他設計、制造了一架短橫梁分析天平,。后來,，在平天設計理論方面，他也有建樹,。下圖所示的就是1866年邦格制造的早的一臺短梁天平,。 羅馬時代晚期的錢幣天平
天平的改進，除了橫梁,、接觸點,、游碼、刻度等方面以外,，還表現(xiàn)在其它方面,，例如，19世紀前半期,，已經(jīng)出現(xiàn)了旋鈕天平,。旋鈕天平有什么優(yōu)點呢？原來,，早期的天平,，橫梁架在豎直的柱上，用時和不用時都是一樣的,。后來分析天平出現(xiàn)了,，分析天平的刀口用瑪瑙制成，為了減少刀口的損傷,，不用平天時,，將天平橫梁架在一個架子上,，讓刀口不再受力,，用時再將刀口架在支撐碗上。這些都是通過旋紐裝置控制的?，F(xiàn)代分析天平都有旋紐裝置,。下圖是1833年制造的一臺旋紐天平。
隨著科學的發(fā)展,、技術的進步,，天平的設計和制造不斷取得長足的進展。正是經(jīng)過一代一代人的不懈努力,，經(jīng)過技術的積累和提高,，才有了今天的各式各樣的現(xiàn)代天平。如今,，在化學實驗室中,，常用的天平有：托盤天平,，正如前面講過的，用于度要求不高或測定物料的大致質(zhì)量,，可稱量100克,、200克、500克乃1000克,；分析天平（常量分析天平,、微量分析天平和半微量分析天平）；電光天平,，設有空氣阻尼裝置或電磁阻尼裝置,，使天平既具有高靈敏度又能迅速阻止橫梁的搖動，電光天平從外觀上看不見砝碼,，能看到放置要測物的稱盤,，砝碼的加減用旋轉刻度盤操作，稱量的數(shù)值可通過投影刻度標尺直接讀出,。
天平的使用方法：
1.要放置在水平的地方,。游碼要歸零。
2.調(diào)節(jié)平衡螺母（天平兩端的螺母）調(diào)節(jié)零點直指針對準中央刻度線,。
3.左托盤放稱量物,，右托盤放砝碼（左物右碼）。根據(jù)稱量物的性狀應放在玻璃器皿或潔凈的紙上,，事先應在同平上稱得玻璃器皿或紙片的質(zhì)量,，然后稱量待稱物質(zhì)。
4.添加砝碼從估計稱量物的大值加起,，逐步減小,。托盤天平只能稱準到0.1克。加減砝碼并移動標尺上的游碼,，直指針再次對準中央刻度線,。
5.過冷過熱的物體不可放在天平上稱量。應先在干燥器內(nèi)放置室溫后再稱,。
6.物體的質(zhì)量 =砝碼+游碼
7.取用砝碼必須用鑷子,，取下的砝碼應放在砝碼盒中，稱量完畢,，應把游碼移回零點,。
8.稱量干燥的固體藥品時，應在兩個托盤上各放一張相同質(zhì)量的紙,，然后把藥品放在紙上稱量,。
9.易潮解的藥品，必須放在玻璃器皿上（如：小燒杯、表面皿）里稱量,。 10.砝碼若生銹,，測量結果偏小,；砝碼若磨損,，測量結果偏大。
使用注意：
1.事先把游碼移0刻度線,并調(diào)節(jié)平衡螺母,，使天平左右平衡,。
2.右放砝碼，左放物體,。
3.砝碼不能用手拿,，要用鑷子夾取。在使用天平時游碼也不能用手移動,。4.過冷過熱的物體不可放在天平上稱量,。應先在干燥器內(nèi)放置室溫后再稱。
5.加砝碼應該從大到小,，可以節(jié)省時間,。
6.在稱量過程中，不可再碰平衡螺母,。