密度和比重的區別

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引言

每當我們進行一些用水或任何液體進行的實驗時，我們都會觀察到有些物體浸沒在水中，而有些則漂浮在水面上。例如，冰塊漂浮在水上。因為冰塊的密度小於水。但是，如果我們將石頭放入水中，它就會下沉。因為石頭的密度大於水。之所以會發生這種情況，是因為每種物質都有不同的密度。比重與密度密切相關。它也被稱為相對密度。在工業領域，各種技術，如比重計、靜水天平、比重瓶等，被用於計算密度和比重。在本教程中，我們將簡要討論密度和比重。

密度的定義是什麼？

密度定義為質量與體積的比值，也稱為比質量。它用希臘字母 $\mathrm{\rho}$ 表示，縮寫為 rho。用於估算任何材料密度的公式如下所示

$$\mathrm{\rho =\frac{M}{V}}$$

這裡 $\mathrm{\rho}$ = 密度

M 是質量，V 是體積。

密度取決於材料的成分。我們知道物質以三種形式存在，即固體、液體和氣體。這些狀態的組成彼此不同。因此，每種材料都有不同的密度值。固體材料的密度大於液體，其次是氣體。因為原子在固體中緊密結合，在氣體中非常鬆散地結合，而在液體中，原子之間的距離大於固體。

密度的 SI 單位是 $\mathrm{kg\:m^{-3} }$，CGS 單位是 $\mathrm{g\:cm^{-3} }$.

影響材料密度的因素

• 溫度：當任何物質的溫度升高時，分子的動能會增加。結果，材料的密度會降低。

• 壓力：當壓力增加時，材料的原子會變得更靠近，材料的密度會增加。

密度的測量

液體的密度是用一種叫做比重計的儀器估算的。它看起來幾乎像一個溫度計，底部有一個帶權重的燈泡。這個帶權重的燈泡幫助比重計漂浮在液體中。比重計上有一些標記線，指示特定液體的密度。如果比重計漂浮得更低，則表示液體密度較低。如果比重計漂浮得更高，則表示液體密度較高。比重計的其他一些應用。

• 用於測量水的鹽度

• 用於乳製品場檢查牛奶的脂肪含量

• 用於檢查啤酒和葡萄酒中的糖分含量

比重是什麼意思？

比重定義為樣品材料密度與參考材料密度的比值。它也被稱為相對密度。它由以下公式估算

$$\mathrm{SG=\frac{\rho _{sample\:material}}{\rho _{reference\:material}}}$$

為了計算液體的比重，水被用作參考液體。而在氣體中，空氣被用作參考氣體。

透過估算比重，我們得出以下結論

• 如果材料的比重小於 1，它將漂浮在水上。

• 如果材料的比重大於水。它將浸沒在水中。

• 如果比重的值為 1，則表示兩種等體積的材料具有相同的質量。

液體的真實比重由以下公式估算

$$\mathrm{SG_{true}=\frac{\rho _{sample}}{\rho _{water}}}$$

表觀比重由以下公式估算

$$\mathrm{SG_{apparent}=\frac{W _{air,sample}}{W _{air,water}}}$$

它是一個無量綱量，因為它包含相同項的比率。

比重的應用

• 在物理學中，它用於檢查物體是否會漂浮或沉入參考材料中

• 它也用於製藥行業製備 TPN 混合物。

• 土壤的相態關係也使用比重來估算。

比重與密度之間的關係

我們知道密度和比重是不同的術語，因為第一個術語有量綱，而第二個術語是無量綱的。但在以下三種情況下，它們變得等價

• 當密度以千克/升、克/升或克/立方厘米計算時。

• 當這兩個量在相同溫度下計算時

• 當參考液體的密度為 $\mathrm{4^{\circ}C}$ 時。

樣品的密度由以下公式估算

$$\mathrm{\rho _{sample}=SG\times \rho _{reference}}$$

密度和比重的區別

引數	密度	比重
定義	它是質量與體積的比值。	它是樣品密度與參考密度的相對比值。
計算	要計算任何材料的密度，必須知道物質的重量和體積。	要計算比重，將樣品材料的密度除以參考材料的密度。
表示	它表示一個絕對項。	它表示一個相對項。
單位	其單位是千克/立方米	它是一個無量綱量。

結論

比重和密度這兩個術語是兩個容易混淆的性質。但兩者在液體的情況下都起著至關重要的作用。本教程涵蓋了關於密度和比重的所有重要資訊。

密度顯示原子彼此結合的緊密程度。每種物質都有不同的密度值。我們透過將質量除以體積來計算密度。而比重是兩種密度的比率，一種是樣品，另一種是參考材料。我們還討論了它們的應用以及它們之間的關係。

常見問題

Q1. 水在 $\mathrm{4^{\circ}C}$ 時顯示最大密度。為什麼？

答：在 $\mathrm{4^{\circ}C}$ 時，分子變得更靠近，因此體積減小，密度增加。在此溫度以下，水會結冰，體積會增加，因此密度會降低。

Q2. 不互溶的液體中密度最小的液體會發生什麼？

答：如果液體不互溶且未攪拌，它們將分離成兩層，密度較小的液體漂浮在密度較大的液體上。

Q3.

答：已知，

$$\mathrm{\mathit{M}\:=\:1160\:\mathit{kg}}$$

$$\mathrm{\mathit{V}\:=\:1m^{3}}$$

我們知道

$$\mathrm{\rho =\frac{M}{V}}$$

$$\mathrm{\rho =\frac{1160}{1}}$$

$$\mathrm{\rho =1160\:\mathit{kgm^{-3}}}$$

Q4. 哪種金屬的比重最高和最低？

答：鉛的比重最高，鋰的比重最低。

Q5. 給出一個密度的應用。

答：船舶和潛艇。密度的一個眾所周知的應用是確定物體是否會漂浮在水上。

Q6. 比重的應用是什麼？

答：比重用於檢查反應的程序和溶液的濃度。它也用於汽車機械師測試電池液。