比重計算器

重點速覽：比重（specific gravity，SG），又稱『相對密度（relative density）』，是一種比較物質密度的無因次量，定義為某物質的密度與『參考物質』密度的比值：SG = ρ_物質 / ρ_參考。對液體和固體，參考物質通常取『4 °C 的純水』（此時水的密度最大，為 1000 kg/m³ 或 1.000 g/mL）；對氣體，參考物質通常取『空氣』。因為比重是兩個相同單位密度的比值，分子分母的單位相消，所以比重是一個沒有單位的純數。以本工具預設為例：某液體密度 ρ = 1250 kg/m³，以水（1000 kg/m³）為參考，SG = 1250 / 1000 = 1.25，代表這液體的密度是水的 1.25 倍（比水重 25%）。比重最直觀的意義在於『判斷浮沉』：當一物質的比重大於 1（SG > 1，比水重）時，放入水中會下沉（如鐵 SG≈7.9、石頭）；比重小於 1（SG < 1，比水輕）時會浮在水面（如木頭、油、冰 SG≈0.92）；比重等於 1 時則懸浮於水中。這正是為什麼油會浮在水面、冰會浮在水上（冰比水輕）、而金屬會沉底。比重的測量與應用非常廣泛：第一，用『比重計（hydrometer）』測量液體的比重——比重計浮在液體中，浸入越深表示液體比重越小。這用於測量電池電解液的濃度（硫酸比重反映充電狀態）、釀酒與飲料的糖分／酒精濃度、防凍液濃度、牛奶與果汁的濃度等。第二，礦物與寶石鑑定——不同礦物有特定的比重，可用來辨別真偽（如鑽石 SG≈3.5）。第三，工程上判斷材料能否浮於水、計算浮力。第四，醫學上測尿液比重評估腎臟濃縮功能。第五，化學上由比重配合密度換算溶液濃度。使用比重計算要注意：第一，物質密度與參考密度必須用『相同單位』（都用 kg/m³ 或都用 g/mL），否則比值錯誤。第二，密度會隨溫度變化（熱脹冷縮），精確的比重須註明測定溫度與參考溫度（如『20 °C/4 °C』表示物質在 20 °C、水在 4 °C）。第三，比重與密度數值上可能很接近（因為水在 g/mL 制下密度約為 1），但比重是無因次、密度有單位，概念不同。第四，本計算器物質密度取非負值、參考密度須大於 0。第五，若參考物質是空氣（測氣體比重），要改用空氣密度作分母。總之，本計算器讓你由物質密度與參考密度，快速算出無因次比重，是判斷浮沉、測量濃度與鑑定物質的實用工具。