密度比重計(jì)（通常直接稱為“比重計(jì)"）是一種基于阿基米德原理和浮力平衡的儀器，用于快速測(cè)量液體的密度或相對(duì)密度。

其核心工作原理可以概括為：浸在液體中的比重計(jì)會(huì)受到向上的浮力，浮力大小等于它排開液體的重量。當(dāng)浮力等于比重計(jì)自身的重量時(shí)，它會(huì)保持懸浮靜止。液體的密度越大，比重計(jì)漂浮得就越高；反之，密度越小，下沉得就越深。

下面我們從幾個(gè)方面來詳細(xì)拆解這個(gè)工作原理：

1. 核心物理原理：阿基米德原理

阿基米德原理指出：物體在流體（液體或氣體）中所受的浮力，等于該物體所排開流體的重量。

對(duì)于比重計(jì)來說：

• 比重計(jì)自身的重量（W） 是固定不變的。

• 當(dāng)它放入液體中時(shí)，它會(huì)排開一部分液體，并受到一個(gè)向上的浮力（Fb）。

• 當(dāng)浮力 Fb = 比重計(jì)重量 W 時(shí)，比重計(jì)達(dá)到受力平衡狀態(tài)，停止下沉或上浮，保持靜止。

2. 如何體現(xiàn)密度讀數(shù)？

比重計(jì)有一個(gè)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，通常由以下幾部分組成：

• 一個(gè)裝有配重球的底部：這使得比重計(jì)能夠直立漂浮，并且重心很低，保持穩(wěn)定。

• 一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的莖桿：這是讀取刻度的關(guān)鍵部分。

工作過程如下：

1. 浮力平衡：無論放入何種液體，比重計(jì)最終都會(huì)停留在 Fb = W 的平衡點(diǎn)上。

2. 排開液體的體積（V）決定浸沒深度：

   這個(gè)等式是理解的關(guān)鍵：液體密度 ρ 和排開液體的體積 V 成反比。

• 根據(jù)阿基米德原理：Fb = ρ(液體) × g × V(排開液體體積)

• 因?yàn)?nbsp;Fb = W (固定值)，所以 ρ(液體) × g × V = W

• 簡(jiǎn)化后：ρ(液體) × V = 常數(shù) (因?yàn)?W 和 g 是定值)

3. 密度與刻度的關(guān)系：

• 當(dāng)液體密度大時(shí)（如濃鹽水、濃硫酸）：只需要排開較少的體積（V ?。┚湍墚a(chǎn)生足夠的浮力來平衡重量 W。因此，比重計(jì)漂浮得更高，莖桿露出液面的部分更長(zhǎng)。此時(shí)，讀取莖桿上刻度的值就較大。

• 當(dāng)液體密度小時(shí)時(shí)（如純水、酒精）：需要排開較多的體積（V 大）才能產(chǎn)生足夠的浮力。因此，比重計(jì)下沉得更深，莖桿露出液面的部分更短。此時(shí)，讀取莖桿上刻度的值就較小。

結(jié)論：比重計(jì)的刻度是“上大下小"的。 密度高的液體讀數(shù)在上方，密度低的讀數(shù)在下方。