液體置換法

液體置換法：

The liquid Displacement Method

定義：當物體完全地被浸沒在液體時，要求物體的體積與置換液體的體積是相等的。是應用阿基米得原理測定物體和液體密度的另一個方法。

結構圖；

A:液體容器直接地放在稱盤上同時浸沒物體。

B:物體是經由掛架懸浮在組合上

概論：

根據阿基米得原理要測定一個物質的密度，必須先了解固體浸沒在液體中的重量、體積和密度之間的關係。但，測定密度要精確地測定樣品的體積是困難的許多簡單和精確的測定重量方法可以排除需要測量體積。

因而我們可以獲得密度和液體重量和固體重量之間的關係如以下一般公式：

一未知固體物質的密度可以從已知的液體密度和二個重量值而得：

公式1固體密度

ρs=(ρfl× m s)/m fl

液體密度可以從一重量值和已知浸沒物體的體積而得。

公式2液體密度

ρfl=(ρs× m fl) / m s or ρfl= m fl/ Vs

公式1 中m fl所讀出的重量=浸沒物體的重量表示被置換后的值。

說明：

當物體浸沒在液體時，它置換了液體的體積V fl、密度ρfl和重量m fl。

施加在置換物體的浮力FB = ρfl× Vfl g = mfl g。

由於物體的重量Ws =ms g是裝載於掛架組合上，而且不是由天平裝載，天平直接地讀出液體m fl的重量，在懸掛物體之前容器的重量予先給予扣除重量。這意味著，在置換法情況下，固體密度的演算公式:

ρs=(ρfl×m s)/m fl

液體密度的演算公式:：

ρfl=(ρs× m fl) / m s or ρfl= m fl/ Vs

如果你使用一個已知體積Vs的鉛錘，液體未知的密度ρfl可以僅一次測量而得。Vs：已知鉛錘的體積

ρs：固體密度

ρfl：液體密度

m fl：天平在液體中所讀出的重量值

m (a)：空氣中重量值

m (fl)：水中重量

液體置換法代表性測試設備: