常用密度计的刻度为什么不均匀?

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用密度计测量液体的密度很方便,应用也非常广泛．如用它测量酒类、奶类的密度,以及浓度不同的各种酸溶液的密度等．通常在实验室里测量密度大于水的液体所用的密度计叫做比重计．测量密度小于水的液体,所用的密度计叫做比轻计.密度计的刻度线间距是不均匀的,也就是说相差相同数值（密度的标定值）的刻度线间距并不相等．无论是比重计还是比轻计的刻度线都是上疏下密．有人认为密度计刻度线之所以不均匀是由于它的截面上下不均匀造成的．这种说法是错误的．为了研究问题方便,我们以上下均匀的形状密度计为例,设管的截面积为S,装入弹丸后质量为m,将它放入密度为ρ的液体中（假设能竖直站立）,浸入液面下的深度为h,由①式可得 h＝m／Sρ． ② ②式表明深度h与液体密度ρ成反比,由其函数关系图象看出,当液体的密度ρ等值增加时,对应的深度h并不等值减小,说明密度计的刻度是不均匀的．由此可见,密度计的刻度不均匀是由②式中h与ρ成反比例关系决定的,而与密度计的形状无关．为什么密度计要做成上下不均匀的形状而不做成截面上下均匀的形状呢?下面我们分析制做成上下不均匀的形状的密度计的好处．上段截面均匀是为了便于标度（批量生产时刻度线印制在纸上,固定在上段玻璃管内）；下端的玻璃泡内装有密度很大的弹丸是为了让密度计的重心尽量下移；中间段的玻璃泡做得较大是为了让密度计浮在液面上时其“浮心”（浮力的作用点,即密度计浸在液体中液面以下部分的几何中心）尽量上移；而玻璃管做得细而长是为了增大重心和“浮心”间的距离．这样,当密度计浮在液面上时,在重力和浮力的作用下,密度计能很快停止左右摇摆而竖直站立在液体中．若制成上下均匀的的形状,当测量密度较大的液体时,“浮心”下移,与重心靠近,密度计容易倾斜在液面上,甚至横着漂浮在液面上,这样密度计读数就不准确,或者根本无法读数．