Hvad er en hydrostatisk balance?
Hvis en person ville vide, hvor meget guld eller andre mindre værdifulde metaller var i en krone, som Archimedes berømt gjorde, ville det være nødvendigt at forstå princippet om hydrostatisk ligevægt eller hydrostatisk balance; dette kan opnås ved hjælp af et stykke laboratorieudstyr, der deler navnet - en hydrostatisk balance. I det væsentlige foretager denne enhed vægtmålinger af et stof eller en genstand, såsom en ædelsten eller væske. Det gør det ved at sammenligne vægten af objektet, der er ophængt i luften og igen i vand, hvor objekter, som svømmere ved, synes at være meget lettere; dette skyldes den opadgående kraft, som vand placerer på en genstand, som også kan fortrænge vand fra dens beholder. Det udstyr, der måler disse egenskaber, ligner ofte en mekanisk eller elektronisk skala med et kar, der er fastgjort til opbevaring af det pågældende stof.
For at bestemme densitetsegenskaber ved hjælp af en hydrostatisk balance vejes et stof først i luften, og derefter dyppes det samme stof i et større kar indeholdende vand. Disse to målinger sammenlignes og formuleres til at beskrive stoffets tyngdekraft. Tyngdekraftmålingen fortæller forskere vigtige oplysninger om varens tæthed, eller hvordan et stof eller en genstand vil opføre sig under forskellige tryk.
Hydrostatisk ligevægt henviser ofte til forholdet mellem tyngdekraft og gastryk på et stof. Stoffer oplever forskellige mængder pres på forskellige dybder. Jo dybere område, jo mere pres udholdes det fra tyngdekraften. Når tyngdekraften presser ned - en relativ stigning - stiger stoffets trykgradient også. Kort sagt, for at måle guldet i en krone, kan det være nyttigt at vide, at vandets opadgående kraft på en genstand svarer til vægten af dens fordrevne væske.
Disse kræfter kan interagere med et stof i andre aspekter, såsom temperatur og overfladeareal, generere tryk eller energi. Den hydrostatiske balance kan suspendere elementer i andre blandinger såvel som vand for at måle stoffernes tyngdekraft. Foranstaltninger kan også registrere renheden af stoffer, der kan blandes med andre elementer; for eksempel om en krone indeholder urenheder eller i Archimedes 'tilfælde sølv, som har en målelig anden hydrostatisk ligevægt end guld. I dag finder teknologien anvendelse i applikationer som gemologi, astrofysik, geologi og atmosfære; på større skalaer bruges princippet til at beskrive karakteristika for planeter og stjerner. I alle disse sammenhænge henviser hydrostatisk ligevægt til, hvordan et stof kan opføre sig eller beholde sin form eller sammensætning under forskellige tryk.
Traditionelt er hydrostatisk balanceteknologi afhængig af mekanisk udstyr. Denne teknologi var typisk formet som en fælles balance: en T-formet struktur, der understøtter to skåle i begge ender. Forskelle i vægt ville få vippearmen til at bøje sig mod det tungere element.
Moderne hydrostatisk balanceudstyr er afhængig af nøjagtig elektronisk sensing. Teknologi kan ligne en skala med et enkelt fartøj ophængt fra en elektronikplatform. Instrumenter kan skaleres i forskellige størrelser; nogle er designet til benchtop-drift, mens andre er større, selvstændigt udstyr til at håndtere større fartøjer.
Moderne enheder tilbyder digitale output og talrige andre præcisionslæsninger. Computerstyrede digitale sensorer kan ikke kun rapportere den givne hydrostatiske ligevægt af et element, men kan også give yderligere beregnet information. Sådanne data kan omfatte kørende analyser og sammenligninger mellem måleserier samt enhedsomdannelser mellem imperiale eller metriske systemer; til klar output i de foranstaltninger, der kræves.