
密度计常用于液态样品密度测定,其刻度的特点是()。 A. 上小下大,上疏下密 B. 上大下小,上疏下密 C. 上小下大,均匀分布 D. 上大下小,均匀分布
密度计的刻度呈现上小下大、上疏下密的特点,这是由其漂浮原理和数学关系共同决定的。当密度计在液体中漂浮时,所受浮力等于自身重力(),根据阿基米德原理,液体密度与排开液体体积成反比。因此,液体密度越大,密度计浸入深度越小,刻度值越靠近下方,形成“上小下大”的分布。
刻度的不均匀性(上疏下密)源于与浸入深度的非线性关系。若将密度计视为横截面积为的圆柱体,排开体积\(V_{排}=Sh\),代入浮力公式可得\(h=\frac{m}{\rho_{液}S}\)(\(m\)为密度计质量),即\(h\)与\(\rho_{液}\)成反比。当液体密度从\(\rho_1\)增大到\(\rho_2\)时,相同密度差\(\Delta\rho\)对应的深度变化量\(\Delta h\)随\(\rho\)增大而减小。例如,密度从\(1.0\,\text{g/cm}^3\)增加到\(1.1\,\text{g/cm}^3\)时,深度变化明显大于从\(1.5\,\text{g/cm}^3\)增加到\(1.6\,\text{g/cm}^3\)的情况,导致高密度区域刻度更密集。
这种设计在实际应用中具有合理性。例如测量盐水浓度的波美计,其刻度从\(0^\circ\text{Bé}\)(对应密度\(1.0\,\text{g/cm}^3\))到\(70^\circ\text{Bé}\)(\(1.33\,\text{g/cm}^3\)),低密度区域刻度稀疏便于读取小密度差,而高密度区域刻度密集则适应了精度需求较低的场景。理解这一特性有助于正确使用密度计:测量高密度液体时,需注意相邻刻度可能代表较大密度差,应避免液面波动导致误差。
答案:A. 上小下大,上疏下密