Che cos'è un idrometro?
Un idrometro è uno strumento scientifico utilizzato per misurare sia il peso specifico che la densità di un liquido, in base al principio di galleggiamento di Archimede. È composto da un bulbo di vetro sigillato con un lungo tubo magro collegato ad un'estremità, ed è pesato con mercurio o piombo sparato sotto il bulbo in modo da poter galleggiare in posizione verticale. La porzione del tubo è etichettata con una scala, quindi quando viene posizionata in un liquido, si può vedere il peso specifico misurato. Lo strumento è in genere calibrato per l'uso con liquidi a una certa temperatura e la scala su di esso può variare a seconda dell'uso previsto.
Il principio di galleggiamento di Archimede afferma che un oggetto fluttuante nel liquido viene sollevato da una forza pari al peso del liquido che viene spostato dall'oggetto. Ciò significa che più bassa è la densità, più l'idrometro affonderà nel campione liquido. D'altra parte, con una densità maggiore, c'è una forza maggiore che solleverà il bulbo più in alto nel liquido.
Per utilizzare un idrometro, il campione liquido deve essere versato in un cilindro di vetro alto o in un contenitore simile. L'idrometro viene posizionato verticalmente nel liquido con l'estremità del bulbo rivolta verso il basso, in modo da ribollire e fluttuare nel campione. La profondità della flottazione del bulbo viene misurata usando la scala sul collo del tubo e la lettura deve essere presa sul piano del livello dell'acqua, non dove il liquido si aggrappa al lato del collo. La scala viene in genere misurata in termini di gravità specifica, con un intervallo da appena sotto 1 a appena sopra di essa, come da 0,95 a 1,05.
Il peso specifico di un liquido è il rapporto tra la massa di quel liquido e quella di un uguale volume di acqua pura. In termini più semplici, è quante volte il liquido è più leggero o più pesante dell'acqua. Poiché è un rapporto di massa, il peso specifico non ha unità. Ad esempio, un peso specifico di 1 significa che il liquido ha la stessa massa e densità dello stesso volume di acqua pura, oppure se la misurazione è inferiore a 1, il liquido è meno denso con un peso specifico inferiore.
Poiché la densità di un liquido generalmente cambia con la temperatura, un idrometro viene tipicamente calibrato per essere utilizzato con liquido a una certa temperatura. Tradizionalmente, un idrometro veniva calibrato per misurare il peso specifico usando la densità dell'acqua a 39 ° F (4 ° C) perché quello è il punto in cui l'acqua pura raggiunge la massima densità. Di recente, tuttavia, è più comune che uno sia calibrato a 60 ° F (15,5 ° C) o 68 ° F (20 ° C). La calibrazione dello strumento viene solitamente etichettata sul collo della provetta e il campione liquido deve essere alla temperatura di calibrazione quando viene eseguita la misurazione.
Esistono diversi tipi di idrometri, che hanno scale diverse che variano a seconda del loro utilizzo. Un idrometro per liquidi pesanti di solito ha una scala che parte da 1 e sopra, e uno per liquidi leggeri potrebbe avere una scala che inizia ben al di sotto di 1. Un idrometro a batteria, che spesso viene fornito come modello digitale, misura il peso specifico del liquido della batteria e può essere utilizzato per determinare le condizioni e la carica di una batteria. Altri idrometri includono alcolometri, che misurano in termini di prova di alcol, e saccarometri, che misurano la densità dello zucchero in una soluzione di zucchero.