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密度計(jì)的原理和分類

日期:2025-06-29 11:03
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摘要:
在物理實(shí)驗(yàn)中使用的密度計(jì),是一種測(cè)量液體密度的儀器。它是根據(jù)物體浮在液體中所受的浮力等于重力的原理制造與工作的。密度計(jì)是一根粗細(xì)不均勻的密封玻璃管,管的下部裝有少量密度較大的鉛丸或水銀。使用時(shí)將密度計(jì)豎直地放入待測(cè)的液體中,待密度計(jì)平
穩(wěn)后,從它的刻度處讀出待測(cè)液體的密度。常用密度計(jì)有兩種,一種測(cè)密度比純水大的液體密度,叫重表;另一種測(cè)密度比純水小的液體,叫輕表。
密度計(jì)原理
物體的重力將物體拉向地面,但是如果將物體放在液體中,一種名為浮力的力量將產(chǎn)生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物體取代的液體的重量,或者說(shuō)是排開(kāi)的水的重量。
密度計(jì)根據(jù)重力和浮力平衡的變化上浮或下沉。
一個(gè)功能完好的密度計(jì)僅能處于漂浮狀態(tài),因此浮力向上推的力量要比重力向下拉的力量稍微大一點(diǎn)。
因?yàn)槊芏扔?jì)的體積沒(méi)有發(fā)生變化, 其排開(kāi)水的體積相同*。但是,因?yàn)槠渲邪烁嗟乃兊酶亍?當(dāng)重力大于浮力時(shí),密度計(jì)會(huì)下沉。 密度計(jì)的重量小于相同體積水的重量,所以密度計(jì)重新浮起。
密度計(jì)的讀數(shù)是下大上小,當(dāng)它浸入不同的液體中,體積不變示數(shù)發(fā)生變化,密度計(jì)底部的鐵砂或鉛粒是用來(lái)保持平衡的!
密度計(jì)分類
常用的密度計(jì)和比重計(jì)有浮子式密度計(jì)、靜壓式密度計(jì)、振動(dòng)式密度計(jì)和放射性同位素密度計(jì)。
浮子式密度計(jì) 它的工作原理是:物體在流體內(nèi)受到的浮力與流體密度有關(guān),流體密度越大浮力越大。如果規(guī)定被測(cè)樣品的溫度(例如規(guī)定25℃),則儀器也可以用比重?cái)?shù)值作為刻度值。這類儀器中*簡(jiǎn)單的是目測(cè)浮子式玻璃比重計(jì), 簡(jiǎn)稱玻璃比重計(jì)。
靜壓式密度計(jì) 它的工作原理是:一定高度液柱的靜壓力與該液體的密度成正比,因此可根據(jù)壓力測(cè)量?jī)x表測(cè)出的靜壓數(shù)值來(lái)衡量液體的密度。膜盒(見(jiàn)膜片和膜盒)是一種常用的壓力測(cè)量元件,用它直接測(cè)量樣品液柱靜壓的密度計(jì)稱為膜盒靜壓式密度計(jì)。另一種常用的是單管吹氣式密度計(jì)(圖2)。它以測(cè)量氣壓代替直接測(cè)量液柱壓力。將吹氣管插入被測(cè)液體液面以下一定深度,壓縮空氣通過(guò)吹氣管不斷從管底逸出。此時(shí)管內(nèi)空氣的壓力便等于那段高度的樣品液柱的壓力,壓力值可換算成密度。
振動(dòng)式密度計(jì) 它的基本工作原理是:物體受激而發(fā)生振動(dòng)時(shí),其振動(dòng)頻率或振幅與物體本身的質(zhì)量有關(guān)。如果在物體內(nèi)充以一定體積的液體樣品,則其振動(dòng)頻率或振幅的變化便反映一定體積的樣品液體的質(zhì)量或密度。
放射性同位素密度計(jì) 儀器內(nèi)設(shè)有放射性同位素輻射源。它的放射性輻射(例如γ射線),在透過(guò)一定厚度的被測(cè)樣品后被射線檢測(cè)器所接收。一定厚度的樣品對(duì)射線的吸收量與該樣品的密度有關(guān),而射線檢測(cè)器的信號(hào)則與該吸收量有關(guān),因此反映出樣品的密度。

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