孙梅

(青岛实验初级中学 山东 青岛 266002)

陈洪运

(山东省胶州市第四中学 山东 青岛 266000)

现行的液体密度计需要足量的待测液体，无法测量少量的稀缺液体的密度．为解决这一难题，我们利用“转换法”设计了可测量少量稀缺液体密度的密度计．只要少量的待测液体，就可测定待测液体的密度．现将该密度计的结构和原理介绍如下.

1 简易液体密度计的结构

一个装有足量纯净水的水槽、一个下端封装着铅粒的标有刻度的透明管(原因见后面的专题分析)，如图1所示．

图1 图2

2 稀缺液体密度计的测量原理

如图2所示，在透明管中装入长度为h1的纯净水，置入水槽中，透明管浸没在水中的长度为h且处于静止状态．设透明管的重力为G0，试管的横截面积为S，纯净水的密度为ρ水，则根据平衡条件，透明管和管内液体的总重力等于受到的浮力

ρ水gh1S+G0=ρ水ghS

(1)

图3

将待测液体装入上述试管中，设液面高度为h2．然后将装有待测液体的试管置入水槽中，使试管处于静止状态，如图3所示．设此时浸没在水中的长度为h′．由平衡条件有

ρ液gh2S+G0=ρ水gh′S

(2)

由(1)、(2)两式消去G0可得

ρ水h′-ρ液h2=ρ水(h-h1)

(3)

将式(3)进一步化简可得

(4)

为能使式(4)简化为一个简单的线性关系式，我们令h=h1(取合适的试管材料就可做到这一点，其实现过程后面做专题分析)，则式(4)可简化为

(5)

图4

根据式(5)，我们只要测定装有高度为h2的待测液体的透明管浸没在纯静水的深度h′，就可以测出待测液体的密度了．若将h′这个刻度对应的密度值标在试管上，就可以将……