比重计算器：密度比与浮力
通过将物质密度与水进行比较来计算比重和浮力。输入质量与体积，或直接输入密度。
输入物质质量和体积，或直接填写密度。也可调整温度，以获得更准确的水密度。
比重计算器：密度比与浮力
通过将物质密度与水进行比较来计算比重和浮力。输入质量与体积，或直接输入密度。
关于比重计算器
比重（SG），也称相对密度，是一个无量纲比值，用于比较某种物质的密度与参考物质的密度——通常是指定温度下的水。公式很简单：SG = ρ_substance / ρ_water。由于参考物（水）在 4 °C 时的密度约为 1.000 g/cm³，因此当两者在相同温度下测量时，比重在数值上等于以 g/cm³ 表示的物质密度。
之所以选用水作为参考，是因为水丰富、易于纯化，而且物理性质定义非常明确。国际水和水蒸气性质协会（IAPWS）已经为广泛温度范围内的水密度建立了多项式方程。在 4 °C 时，水的密度达到最大值 1.000 g/cm³；在 20 °C 时为 0.9982 g/cm³；在 100 °C 时降至 0.9584 g/cm³。本计算器采用标准 IAPWS 多项式，为你指定的任意温度应用正确的水密度。
比重的实际意义非常直接：任何 SG < 1 的物质都会漂浮在水中；任何 SG > 1 的物质都会下沉。冰的 SG 约为 0.917，因此冰会浮在水面上，这也是冰山只能有一部分露出海面的原因。木材种类的比重从约 0.4（轻木）到高于 1.0（乌木）不等。铝（SG ≈ 2.70）、铁（7.87）、铅（11.34）和金（19.32）等金属都会迅速下沉。
在工程领域，比重常见于水力设计、矿浆输送和工艺化学。石油工程师用它来表征原油，并以 API 度进行测量。酿酒师和制酒师使用比重计跟踪发酵进程。宝石学家通过将实测 SG 与参考表对比来识别未知宝石。土木工程师在设计混凝土配比时会测试骨料的比重。
本计算器支持两种测量流程。如果你手头有可测量质量和体积的样品，输入这两个值后，计算器会先求出密度，再计算比重。如果你已经知道密度——来自数据表、公开资料或先前测量——也可以直接输入，跳过质量-体积步骤。温度输入用于修正参考水密度，这在液-液比较中最为重要，因为两种物质的密度都会随温度变化。
浮力是比重的实际结果。阿基米德原理指出，浸没物体所受的向上浮力等于它排开流体的重量。如果 SG < 1，浮力大于物体重量，物体会上升；如果 SG > 1，物体重量大于浮力，物体会下沉。该计算器会在比重结果下方直接显示浮力判断，方便你一眼判断物体是否会漂浮。
比重示例
常见物质在 20 °C 下的质量、体积、密度和比重示例。
| 物质 / 条件 | 比重 | 说明 |
|---|---|---|
| 铝 — 27.0 g，10.0 cm³，20 °C | SG ≈ 2.70 | 密度 = 2.70 g/cm³。SG > 1，因此铝会下沉。因强度重量比出色，广泛用于航空航天。 |
| 乙醇 — 15.6 g，20.0 cm³，25 °C | SG ≈ 0.789 | 在 25 °C 时密度约为 0.780 g/cm³。SG < 1，因此乙醇会浮在水上。它在饮料和制药行业中很重要。 |
| 石英 — 26.5 g，10.0 cm³，20 °C | SG ≈ 2.65 | 密度 = 2.65 g/cm³。它是用于验证比重测量设备的标准参考材料。 |
| 铜 — 直接密度 8.96 g/cm³，20 °C | SG ≈ 8.97 | 直接输入密度。铜会立即下沉。由于电导率高，常用于电线和电缆。 |
如何使用比重计算器
- 输入物质质量（g）和体积（cm³），或直接输入物质密度（g/cm³）——两种方式择一即可。
- 设定测量时的温度（°C）。计算器会据此调整水的参考密度。
- 点击“计算”查看比重、物质密度，以及该材料在水中是漂浮还是下沉。
- 使用示例按钮可预填铝、乙醇或铜的数值。
- 点击“重置”清空所有字段，开始新的测量。
比重常见问题
比重和密度有什么区别？
密度是一个绝对测量值（单位体积质量），单位可为 g/cm³ 或 kg/m³。比重是一个无量纲比值：它把某物质的密度与相同温度或参考温度下的水密度进行比较。当水作为 4 °C 的参考时，数值上 SG 等于以 g/cm³ 表示的密度，但两者在概念上并不相同。
为什么温度会影响比重？
物质和水的密度都会随温度变化。水的密度在 4 °C 时达到峰值（1.000 g/cm³），在高于或低于该温度时都会下降。如果你在 25 °C 测量液体，却拿它与 4 °C 的水比较，得到的比重会与两者都在 25 °C 时比较略有不同。注明温度可确保结果一致且可重复。
如何测量不规则固体的体积？
可使用排水法：在量筒中加入已知体积的水，将固体完全浸入并记录新体积。两者之差就是固体体积。或者把固体系在细线上一端，分别在空气中和完全浸没在水中称重；两者的重量差就是浮力，据此体积 =（空气中的重量 − 水中的重量）/（ρ_water × g）。
实际中 SG 大于 1 代表什么？
SG 大于 1 表示该物质比水更密，在正常重力下放入水中会下沉。SG 越高，材料越致密。例如，铅（SG ≈ 11.3）下沉速度远快于陶瓷砖（SG ≈ 2.3）。在矿浆输送工程中，SG 直接决定输送悬浮固体所需的泵送能量。
气体可以使用比重吗？
可以，但参考对象会改变：气体比重通常以空气为基准（15 °C、1 atm 时 ρ_air ≈ 0.00120 g/cm³），而不是水。天然气相对于空气的 SG 约为 0.55–0.80，这意味着它更轻，释放到室内时会向上聚集。本计算器针对以水为参考的液体和固体进行了优化。
比重与石油工业中的 API 度有什么关系？
API 度是另一种刻度，定义为 API° = (141.5 / SG) − 131.5，其中 SG 是以 60 °F（15.6 °C）时的水为基准测得。轻质原油的 API° = 40 时，SG 约为 0.825；而重质原油的 API° = 20 时，SG 约为 0.934。API 度越高，表示油品越轻、价值越高，也越容易精炼。