液體密度計(jì)的刻度為什么不均勻

發(fā)布時(shí)間：2025-11-19 | 來源：互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載和整理

用密度計(jì)測量液體的密度很方便，應(yīng)用也非常廣泛．如用它測量酒類、奶類的密度，以及濃度不同的各種酸溶液的密度等．通常在實(shí)驗(yàn)室里測量密度大于水的液體所用的密度計(jì)叫做比重計(jì)．測量密度小于水的液體，所用的密度計(jì)叫做比輕計(jì)。 密度計(jì)的刻度線間距是不均勻的，也就是說相差相同數(shù)值（密度的標(biāo)定值）的刻度線間距并不相等．無論是比重計(jì)還是比輕計(jì)的刻度線都是上疏下密．有人認(rèn)為密度計(jì)刻度線之所以不均勻是由于它的截面上下不均勻造成的．這種說法是錯(cuò)誤的．為了研究問題方便，我們以上下均勻的形狀密度計(jì)為例，設(shè)管的截面積為S，裝入彈丸后質(zhì)量為m，將它放入密度為ρ的液體中（假設(shè)能豎直站立），浸入液面下的深度為h，由①式可得 h＝m／Sρ． ② ②式表明深度h與液體密度ρ成反比，由其函數(shù)關(guān)系圖象看出，當(dāng)液體的密度ρ等值增加時(shí)，對應(yīng)的深度h并不等值減小，說明密度計(jì)的刻度是不均勻的． 由此可見密度計(jì)的刻度不均勻是由②式中h與ρ成反比例關(guān)系決定的，而與密度計(jì)的形狀無關(guān)．為什么密度計(jì)要做成上下不均勻的形狀而不做成截面上下均勻的形狀呢?下面我們分析制做成上下不均勻的形狀的密度計(jì)的好處．上段截面均勻是為了便于標(biāo)度（批量生產(chǎn)時(shí)刻度線印制在紙上，固定在上段玻璃管內(nèi)）；下端的玻璃泡內(nèi)裝有密度很大的彈丸是為了讓密度計(jì)的重心盡量下移；中間段的玻璃泡做得較大是為了讓密度計(jì)浮在液面上時(shí)其“浮心”（浮力的作用點(diǎn)，即密度計(jì)浸在液體中液面以下部分的幾何中心）盡量上移；而玻璃管做得細(xì)而長是為了增大重心和“浮心”間的距離．這樣當(dāng)密度計(jì)浮在液面上時(shí)，在重力和浮力的作用下，密度計(jì)能很快停止左右搖擺而豎直站立在液體中．若制成上下均勻的的形狀，當(dāng)測量密度較大的液體時(shí)，“浮心”下移，與重心靠近，密度計(jì)容易傾斜在液面上，甚至橫著漂浮在液面上，這樣密度計(jì)讀數(shù)就不準(zhǔn)確，或者根本無法讀數(shù)．