Wat is een hydrostatische balans?
Als iemand wilde weten hoeveel goud of andere minder waardevolle metalen in een kroon zaten, zoals Archimedes beroemd deed, zou het noodzakelijk zijn om het principe van hydrostatisch evenwicht of hydrostatisch evenwicht te begrijpen; dit kan worden bereikt met behulp van een stuk laboratoriumapparatuur dat dezelfde naam heeft - een hydrostatisch evenwicht. In wezen neemt dit apparaat gewichtsmetingen van een stof of object, zoals een edelsteen of vloeistof. Het doet dit door het gewicht van het object dat in de lucht hangt te vergelijken en opnieuw in water, waar, zoals zwemmers weten, objecten veel lichter lijken te zijn; dit komt door de opwaartse stuwkracht die water op een voorwerp plaatst, waardoor ook water uit de houder kan worden verdrongen. De apparatuur die deze kenmerken meet, lijkt vaak op een mechanische of elektronische weegschaal met een vat bevestigd voor het bevatten van de stof in kwestie.
Om dichtheidskarakteristieken te bepalen met behulp van een hydrostatische balans, wordt een stof eerst in de lucht gewogen en vervolgens wordt dezelfde stof in een groter vat met water gedompeld. Deze twee metingen worden vergeleken en geformuleerd om de zwaartekracht van de stof te beschrijven. De zwaartekrachtmaat geeft onderzoekers essentiële informatie over de dichtheid van het artikel, of hoe een stof of object zich onder verschillende drukken zal gedragen.
Hydrostatisch evenwicht verwijst vaak naar de relatie tussen zwaartekracht en gasdruk op een stof. Stoffen ervaren verschillende hoeveelheden druk op verschillende diepten. Hoe dieper het gebied, hoe meer druk het door de zwaartekracht verdraagt. Als de zwaartekracht naar beneden drukt - een relatieve toename - neemt de drukgradiënt van de substantie ook toe. Eenvoudig gezegd, om het goud in een kroon te meten, kan het nuttig zijn om te weten dat de opwaartse kracht van water op een object gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.
Deze krachten kunnen op een andere manier interageren met een stof, zoals temperatuur en oppervlakte, waardoor druk of energie wordt gegenereerd. De hydrostatische balans kan elementen in andere mengsels en water suspenderen om de zwaartekracht van stoffen te meten. Metingen kunnen ook de zuiverheid detecteren van stoffen die kunnen worden gemengd met andere elementen; bijvoorbeeld of een kroon onzuiverheden bevat, of in het geval van Archimedes, zilver, dat een meetbaar ander hydrostatisch evenwicht heeft dan goud. Tegenwoordig vindt de technologie toepassingen in toepassingen zoals gemologie, astrofysica, geologie en atmosferische toepassingen; op grotere schalen wordt het principe gebruikt om kenmerken van planeten en sterren te beschrijven. In al deze contexten verwijst hydrostatisch evenwicht naar hoe een stof zich onder variërende drukken kan gedragen of zijn vorm of samenstelling kan behouden.
Traditioneel vertrouwde de hydrostatische balanstechnologie op mechanische apparatuur. Deze technologie had meestal de vorm van een gemeenschappelijke balans: een T-vormige structuur die twee schalen aan beide uiteinden ondersteunde. Verschillen in gewicht zouden ertoe leiden dat de tuimelaar naar het zwaardere element buigt.
Hedendaagse hydrostatische balansapparatuur vertrouwt op nauwkeurige elektronische detectie. Technologie kan lijken op een schaal met een enkel schip opgehangen aan een elektronicaplatform. Instrumenten kunnen worden geschaald naar verschillende maten; sommige zijn ontworpen voor gebruik op een tafel, terwijl andere grotere, zelfstandige apparatuur zijn om grotere schepen te kunnen bedienen.
Moderne apparaten bieden digitale uitgangen en tal van andere precisiewaarden. Geautomatiseerde digitale sensoren kunnen niet alleen het gegeven hydrostatische evenwicht van een element rapporteren, maar kunnen ook extra berekende informatie uitvoeren. Dergelijke gegevens kunnen lopende analyses en vergelijkingen tussen meetreeksen omvatten, evenals eenheidconversies tussen imperiale of metrische systemen; voor gemakkelijke uitvoer in alle maatregelen die nodig zijn.