密度和比重的区别

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引言

每当我们进行一些用水或任何液体进行的实验时，我们都会观察到有些物体浸没在水中，而有些则漂浮在水面上。例如，冰块漂浮在水上。因为冰块的密度小于水。但是，如果我们将石头放入水中，它就会下沉。因为石头的密度大于水。之所以会发生这种情况，是因为每种物质都有不同的密度。比重与密度密切相关。它也被称为相对密度。在工业领域，各种技术，如比重计、静水天平、比重瓶等，被用于计算密度和比重。在本教程中，我们将简要讨论密度和比重。

密度的定义是什么？

密度定义为质量与体积的比值，也称为比质量。它用希腊字母 $\mathrm{\rho}$ 表示，缩写为 rho。用于估算任何材料密度的公式如下所示

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

这里 $\mathrm{\rho}$ = 密度

M 是质量，V 是体积。

密度取决于材料的成分。我们知道物质以三种形式存在，即固体、液体和气体。这些状态的组成彼此不同。因此，每种材料都有不同的密度值。固体材料的密度大于液体，其次是气体。因为原子在固体中紧密结合，在气体中非常松散地结合，而在液体中，原子之间的距离大于固体。

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

影响材料密度的因素

• 温度：当任何物质的温度升高时，分子的动能会增加。结果，材料的密度会降低。

• 压力：当压力增加时，材料的原子会变得更靠近，材料的密度会增加。

密度的测量

液体的密度是用一种叫做比重计的仪器估算的。它看起来几乎像一个温度计，底部有一个带权重的灯泡。这个带权重的灯泡帮助比重计漂浮在液体中。比重计上有一些标记线，指示特定液体的密度。如果比重计漂浮得更低，则表示液体密度较低。如果比重计漂浮得更高，则表示液体密度较高。比重计的其他一些应用。

• 用于测量水的盐度

• 用于乳制品场检查牛奶的脂肪含量

• 用于检查啤酒和葡萄酒中的糖分含量

比重是什么意思？

比重定义为样品材料密度与参考材料密度的比值。它也被称为相对密度。它由以下公式估算

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

为了计算液体的比重，水被用作参考液体。而在气体中，空气被用作参考气体。

通过估算比重，我们得出以下结论

• 如果材料的比重小于 1，它将漂浮在水上。

• 如果材料的比重大于水。它将浸没在水中。

• 如果比重的值为 1，则表示两种等体积的材料具有相同的质量。

液体的真实比重由以下公式估算

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

表观比重由以下公式估算

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

它是一个无量纲量，因为它包含相同项的比率。

比重的应用

• 在物理学中，它用于检查物体是否会漂浮或沉入参考材料中

• 它也用于制药行业制备 TPN 混合物。

• 土壤的相态关系也使用比重来估算。

比重与密度之间的关系

我们知道密度和比重是不同的术语，因为第一个术语有量纲，而第二个术语是无量纲的。但在以下三种情况下，它们变得等价

• 当密度以千克/升、克/升或克/立方厘米计算时。

• 当这两个量在相同温度下计算时

• 当参考液体的密度为 $\mathrm{4^{\circ}C}$ 时。

样品的密度由以下公式估算

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

密度和比重的区别

参数	密度	比重
定义	它是质量与体积的比值。	它是样品密度与参考密度的相对比值。
计算	要计算任何材料的密度，必须知道物质的重量和体积。	要计算比重，将样品材料的密度除以参考材料的密度。
表示	它表示一个绝对项。	它表示一个相对项。
单位	其单位是千克/立方米	它是一个无量纲量。

结论

比重和密度这两个术语是两个容易混淆的性质。但两者在液体的情况下都起着至关重要的作用。本教程涵盖了关于密度和比重的所有重要信息。

密度显示原子彼此结合的紧密程度。每种物质都有不同的密度值。我们通过将质量除以体积来计算密度。而比重是两种密度的比率，一种是样品，另一种是参考材料。我们还讨论了它们的应用以及它们之间的关系。

常见问题

Q1. 水在 $\mathrm{4^{\circ}C}$ 时显示最大密度。为什么？

答：在 $\mathrm{4^{\circ}C}$ 时，分子变得更靠近，因此体积减小，密度增加。在此温度以下，水会结冰，体积会增加，因此密度会降低。

Q2. 不互溶的液体中密度最小的液体会发生什么？

答：如果液体不互溶且未搅拌，它们将分离成两层，密度较小的液体漂浮在密度较大的液体上。

Q3.

答：已知，

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

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

我们知道

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

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

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

Q4. 哪种金属的比重最高和最低？

答：铅的比重最高，锂的比重最低。

Q5. 给出一个密度的应用。

答：船舶和潜艇。密度的一个众所周知的应用是确定物体是否会漂浮在水上。

Q6. 比重的应用是什么？

答：比重用于检查反应的进程和溶液的浓度。它也用于汽车机械师测试电池液。