密度計爲何刻度不均勻

題目：

密度計爲何刻度不均勻

解答：

通常在實驗室里測量密度大於水的液體所用的密度計叫比重計,測量密度小於水的液體,所用的密度計叫做比輕計． 一、密度計的構造和原理 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阿基米德原理和物體浮在液面上的條件設計製成的．設密度計的質量爲m,待測液體的密度爲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於它所受的重力,即 F浮＝mg． 根據阿基米德原理,密度計所受的浮力等於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,密度計在不同密度的液體中玻璃管露出液面位置是不同的．若根據①式計算,預先在玻璃管上標出刻度線及對應的數值,就很容易測量未知液體的密度了． 二、密度計的刻度線間距爲什麼是不均勻的 密度計的刻度線間距是不均勻的,也就是說相差相同數值（密度的標定值）的刻度線間距並不相等．無論是比重計還是比輕計的刻度線都是上疏下密．有人認爲密度計刻度線之所以不均勻是由於它的截面上下不均勻造成的．這種說法是錯誤的．爲了研究問題方便,我們設密度計玻璃管的截面積爲S,裝入鉛丸後質量爲m,將它放入密度爲ρ的液體中（假設能豎直站立）,浸入液面下的深度爲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,從其函數關係圖象可以看出,當液體的密度ρ等值增加時,對應的深度h並不等值減小,說明密度計的刻度是不均勻的．由此可見,密度計的刻度不均勻是由②式中h與ρ成反比例關係決定的.三、比重計和比輕計 實驗室使用的密度計分爲比重計和比輕計,爲什麼不製造一支密度計既能測量密度大於水的液體,又能測量密度小於水的液體呢?如果要製做這樣一種密度計,爲了讀數準確,當待測液體的密度較小時,則玻璃管的配重上端必須做得很長；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,必須把配重部分也做得很長,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一定的深度,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爲比重計和比輕計兩種．