其 他 回 答共3條
1樓
用密度計測量液體的密度很方便，應用也非常廣泛．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．通常在實驗室里測量密度大于水的液體所用的密度計叫做比重計．測量密度小于水的液體，所用的密度計叫做比輕計．
一、密度計的構(gòu)造和原理
多數(shù)密度計的構(gòu)造如圖1所示．它是用密封的玻璃管制成的．AB段的外徑均勻，是用來標刻度線的部分，BC段做成內(nèi)徑較大的玻璃泡，CD段的玻璃管做得又細又長，最下端的玻璃泡內(nèi)裝有密度很大的許多小彈丸（如鉛丸）或水銀等．
圖1 圖2 圖3
密度計是物體漂浮條件的一個應用，它測量液體密度的原理是根據(jù)阿基米德原理和物體浮在液面上的條件設(shè)計制成的．設(shè)密度計的質(zhì)量為m，待測液體的密度為ρ，當密度計浮在液面上時，由物體浮在液面上的條件可知：密度計受到液體的浮力等于它所受的重力，即
F?。絤g．
根據(jù)阿基米德原理，密度計所受的浮力等于它排開的液體所受的重力，有
F浮＝ρgV排，
由上面兩式可得 ρgV排＝mg，
即ρ＝m／V排． ①
從①式可看出，待測液體的密度與密度計排開液體的體積成反比．液體的密度越大，密度計排開液體的體積就越小，不同密度的液體在如圖1所示的密度計的玻璃管AB段的液面位置是不同的．若根據(jù)①式計算，預先在玻璃管AB段標上刻度線及對應的數(shù)值，就很容易測量未知液體的密度了．
為什么密度計要做成如圖1所示的形狀而不做成截面上下均勻的形狀（如圖2所示）呢?下面我們分析制做成如圖1所示形狀的密度計的好處．AB段截面均勻是為了便于標度（批量生產(chǎn)時刻度線印制在紙上，固定在AB段玻璃管內(nèi)）；下端DE段的玻璃泡內(nèi)裝有密度很大的彈丸是為了讓密度計的重心盡量下移；BC段的玻璃泡做得較大是為了讓密度計浮在液面上時其“浮心”（浮力的作用點，即密度計浸在液體中液面以下部分的幾何中心）盡量上移；而CD段的玻璃管做得細而長是為了增大重心和“浮心”間的距離．這樣，當密度計浮在液面上時，在重力和浮力的作用下，密度計能很快停止左右搖擺而豎直站立在液體中．若制成如圖2所示的形狀，當測量密度較大的液體時，“浮心”下移，與重心靠近，密度計容易傾斜在液面上，甚至橫著漂浮在液面上，這樣密度計讀數(shù)就不準確，或者根本無法讀數(shù)．
二、密度計的刻度線間距為什么是不均勻的
密度計的刻度線間距是不均勻的，也就是說相差相同數(shù)值（密度的標定值）的刻度線間距并不相等．無論是比重計還是比輕計的刻度線都是上疏下密．有人認為密度計刻度線之所以不均勻是由于它的截面上下不均勻造成的．這種說法是錯誤的．為了研究問題方便，我們以圖2所示的形狀密度計為例，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． ?、?br> ②式表明深度h與液體密度ρ成反比，其函數(shù)關(guān)系圖象如圖3所示．從圖3可以看出，當液體的密度ρ等值增加時，對應的深度h并不等值減小，說明密度計的刻度是不均勻的．
對圖1所示的密度計，使用時截面不均勻的部分全部在液面以下，有刻度的部分截面是均勻的，對圖3圖象的分析仍適用于圖1所示的密度計，只是深度h不一定從點E算起．事實上完全可以把如圖1、圖2所示的密度計做成體積相同，圖1中的AB段與圖2的截面積相同，裝入彈丸后二者的質(zhì)量也相同，放入同種液體中液面以下部分兩者的體積相同，兩密度計的標度就完全相同了．由此可見，密度計的刻度不均勻是由②式中h與ρ成反比例關(guān)系決定的，與密度計的形狀無關(guān)．
三、比重計和比輕計
實驗室使用的密度計分為比重計和比輕計，為什么不制造一支密度計既能測量密度大于水的液體，又能測量密度小于水的液體呢?
如果要制做這樣一種密度計，為了讀數(shù)準確，當待測液體的密度較小時，則圖1中的AB段必須做得很長；當待測液體的密度較大時，密度計容易傾斜，達不到準確測量的目的．在這種情況下，若要密度計豎直站立，必須把CD段做得很長，這樣的一支密度計整體上比較長，使用起來很不方便，何況盛液體的容器本身具有確定的深度，一般的量筒和透明盛液筒很難達到要求．所以實驗室使用的密度計分為比重計和比輕計兩種．比重計的1．0刻度線在AB段的最上面，越向下刻度值越大．而比輕計的1．0刻度線在AB段的最下面，越向上刻度值越?。?br>圖4
圖5
設(shè)一支實用的密度計的質(zhì)量為m，AB段的截面積為S，代入②式后，即可得到該密度計的h－ρ函數(shù)關(guān)系，根據(jù)這個函數(shù)關(guān)系可以作出它的h－ρ圖象．
如圖4、圖5所示分別是實際應用的一支比重計和一支比輕計的h－ρ圖象．橫軸上的數(shù)值分別表示不同待測液體的密度值，縱軸上的數(shù)值分別表示密度計浸在液體中的深度h．通過圖4、圖5可看出密度計有刻度的部分是比較長的，這就是比重計和比輕計必須單獨制造的原因．
http://www.cbe21.com/subject/physics/printer.php?article_id=2785→圖片在這里
來自
知識庫標簽：
|列兵
2樓
這個主要是因為密度計的結(jié)構(gòu)決定的.
我們知道密度計的底部是不規(guī)則的,里面有鉛丸.上部是規(guī)則的(為圓柱體)
設(shè)密度計的下部體積為Vo,上部的截面積為S,整個密度計的重力為G
設(shè)密度計分別浸入密度為ρ1,ρ2,ρ3的三種液體中(圓柱體部分浸入的深度分別為h1,h2,h3,顯然h1>h2>h3,h1處就是表示密度為ρ1的密度值),并且ρ3-ρ2=ρ2-ρ1>0
顯然,當密度計浸入密度為ρ1的液體中時有:
(Vo+h1*S)*ρ1*g=G(就是F浮=G)
解出,h1=G/(ρ1*g*S)-Vo/S
同理,(Vo+h2*S)*ρ2*g=G
h2=G/(ρ2*g*S)-Vo/S
(Vo+h3*S)*ρ3*g=G
h3=G/(ρ3*g*S)-Vo/S
這樣,h1-h2=G/(ρ1*g*S)-Vo/S-[G/(ρ2*g*S)-Vo/S]
=[G/(g*S)]*[(ρ2-ρ1)/(ρ1*ρ2)]
同理,h2-h1=[G/(g*S)]*[(ρ3-ρ2)/(ρ3*ρ2)]
顯然,由于ρ3-ρ2=ρ2-ρ1
但是,ρ3>ρ2,
所以,h1-h2>h2-h3
因此,密度計的刻度上疏(h1-h2大)下密(h2-h3小)
