比重計算器：密度比與浮力

比重（SG），也稱相對密度，是一個無因次比值，用來比較某種物質的密度與參考物質的密度——通常是指定溫度下的水。公式很簡單：SG = ρ_substance / ρ_water。由於參考物（水）在 4 °C 時的密度約為 1.000 g/cm³，因此當兩者在相同溫度下量測時，比重在數值上等於以 g/cm³ 表示的物質密度。 之所以選用水作為參考，是因為水豐富、容易純化，而且物理性質定義非常明確。國際水與水蒸氣性質協會（IAPWS）已針對廣泛溫度範圍內的水密度建立多項式方程。在 4 °C 時，水的密度達到最大值 1.000 g/cm³；在 20 °C 時為 0.9982 g/cm³；在 100 °C 時降至 0.9584 g/cm³。本計算器採用標準 IAPWS 多項式，為你指定的任意溫度套用正確的水密度。 比重的實際意義非常直接：任何 SG < 1 的物質都會漂浮在水中；任何 SG > 1 的物質都會下沉。冰的 SG 約為 0.917，因此冰會浮在水面上，這也是冰山只能有一部分露出海面的原因。木材種類的比重從約 0.4（輕木）到高於 1.0（烏木）不等。鋁（SG ≈ 2.70）、鐵（7.87）、鉛（11.34）和金（19.32）等金屬都會迅速下沉。 在工程領域，比重常見於水力設計、礦漿輸送和製程化學。石油工程師用它來表徵原油，並以 API 度進行測量。釀酒師和酒莊會用比重計追蹤發酵進程。寶石學家則透過將實測 SG 與參考表比對來辨識未知寶石。土木工程師在設計混凝土配比時會測試骨材的比重。 本計算器支援兩種量測流程。如果你手上有可量測質量和體積的樣品，輸入這兩個值後，計算器會先求出密度，再計算比重。如果你已經知道密度——來自資料表、公開資料或先前量測——也可以直接輸入，略過質量-體積步驟。溫度輸入可修正參考水密度，這在液-液比較中最重要，因為兩種物質的密度都會隨溫度變化。 浮力是比重的實際結果。阿基米德原理指出，浸沒物體所受的向上浮力等於它排開流體的重量。如果 SG < 1，浮力大於物體重量，物體會上升；如果 SG > 1，物體重量大於浮力，物體會下沉。這個計算器會在比重結果下方直接顯示浮力判斷，方便你一眼判斷物體是否會漂浮。