¿Qué es un hidrómetro?
Un hidrómetro es un instrumento científico utilizado para medir tanto la gravedad específica como la densidad de un líquido, basado en el principio de flotabilidad de Arquímedes. Se compone de una bombilla de vidrio sellada con un tubo largo y delgado conectado a un extremo, y se carga con mercurio o plomo bajo la bombilla para que pueda flotar en posición vertical. La porción del tubo está etiquetada con una escala, de modo que cuando se coloca en un líquido, se puede ver la gravedad específica medida. El instrumento generalmente está calibrado para su uso con líquido a una temperatura determinada, y la escala puede variar según el uso previsto.
El principio de flotabilidad de Arquímedes establece que un objeto que flota en un líquido es levantado por una fuerza igual al peso del líquido que el objeto desplaza. Esto significa que cuanto menor sea la densidad, más se hundirá el hidrómetro en la muestra líquida. Por otro lado, con mayor densidad, hay una mayor fuerza que elevará el bulbo más alto en el líquido.
Para usar un hidrómetro, la muestra líquida se debe verter en un cilindro de vidrio alto o un recipiente similar. El hidrómetro se coloca verticalmente en el líquido con el extremo del bulbo hacia abajo para que se balancee y flote en la muestra. La profundidad de la flotación del bulbo se mide usando la escala en el cuello del tubo, y la lectura debe tomarse en el plano del nivel del agua, no donde el líquido se aferra al costado del cuello. La escala generalmente se mide en términos de gravedad específica, con un rango de justo debajo de 1 a justo por encima, como 0.95 a 1.05.
La gravedad específica de un líquido es la relación entre la masa de ese líquido y la de un volumen igual de agua pura. En términos más simples, es cuántas veces más ligero o más pesado es el líquido que el agua. Como es una relación de masa, la gravedad específica no tiene unidades. Por ejemplo, una gravedad específica de 1 significa que el líquido tiene la misma masa y densidad que el mismo volumen de agua pura, o si la medición es menor que 1, el líquido es menos denso con una gravedad específica menor.
Dado que la densidad de un líquido generalmente cambia con la temperatura, un hidrómetro generalmente se calibra para usarse con líquido a cierta temperatura. Tradicionalmente, un hidrómetro se calibraba para medir la gravedad específica utilizando la densidad del agua a 39 ° F (4 ° C) porque ese es el punto en el que el agua pura alcanza la densidad máxima. Recientemente, sin embargo, es más común que uno se calibre a 60 ° F (15.5 ° C) o 68 ° F (20 ° C). La calibración del instrumento generalmente estará etiquetada en el cuello del tubo, y la muestra líquida debe estar a la temperatura de calibración cuando se toma la medición.
Hay varios tipos diferentes de hidrómetros, que tienen diferentes escalas que varían según su uso. Un hidrómetro para líquidos pesados generalmente tendrá una escala que comienza en 1 y más, y uno para líquidos ligeros puede tener una escala que comienza muy por debajo de 1. Un hidrómetro de batería, que a menudo viene como un modelo digital, mide la gravedad específica del líquido de la batería y se puede usar para determinar la condición y la carga de una batería. Otros hidrómetros incluyen alcoholímetros, que miden en términos de prueba de alcohol, y sacrómetros, que miden la densidad del azúcar en una solución de azúcar.