Vad är en hydrometer?
En hydrometer är ett vetenskapligt instrument som används för att mäta både den specifika vikten och densiteten hos en vätska, baserat på Archimedes princip om flytkraft. Den består av en förseglad glödlampa med ett långt mager rör anslutet till ena änden, och den vägs med kvicksilver eller blyskott under glödlampan så att den kan flyta upprätt. Rörpartiet är märkt med en skala, så när det placeras i en vätska kan den uppmätta specifika vikten ses. Instrumentet är vanligtvis kalibrerat för användning med vätska vid en viss temperatur, och skalan på det kan variera beroende på dess avsedda användning.
Archimedes princip om flytkraft säger att ett föremål som flyter i vätska lyfts upp med en kraft som är lika med vikten av vätskan som förskjuts av objektet. Detta betyder att ju lägre densitet, desto mer sjunker hydrometern i vätskeprovet. Å andra sidan, med högre densitet, finns det större kraft som kommer att lyfta glödlampan högre i vätskan.
För att använda en hydrometer bör vätskeprovet hällas i en hög glascylinder eller liknande behållare. Hydrometern placeras vertikalt i vätskan med glödlampan slutet så att den bobbar och flyter i provet. Djupet på glödlampan mäts med hjälp av skalan på rörets nacke, och avläsningen bör göras i planet för vattennivån, inte där vätskan håller fast vid halsens sida. Skalan mäts vanligtvis i termer av specifik tyngdkraft, med ett intervall från strax under 1 till precis över den, såsom 0,95 till 1,05.
Vätskans specifika tyngdkraft är förhållandet mellan den vätskans massa och den för en lika stor volym rent vatten. I enklare termer är det hur många gånger lättare eller tyngre vätskan är än vatten. Eftersom det är ett förhållande av massa, har specifik tyngdkraften inga enheter. Exempelvis betyder en specifik vikt på 1 att vätskan har samma massa och densitet som samma volym rent vatten, eller om mätningen är mindre än 1 är vätskan mindre tät med en lägre specifik vikt.
Eftersom vätskans densitet generellt ändras med temperaturen, kalibreras en hydrometer typiskt för att användas med vätska vid en viss temperatur. Traditionellt kalibrerades en hydrometer för att mäta specifik tyngdkraft med användning av vattentätheten vid 4 ° C (39 ° F) eftersom det är den punkt där rent vatten når maximal densitet. Nyligen är det emellertid vanligare att en kalibreras till 15,5 ° C eller 20 ° C (68 ° F). Instrumentets kalibrering kommer vanligtvis att märkas på rörets hals, och vätskeprovet bör vara vid kalibreringstemperaturen när mätningen utförs.
Det finns flera olika typer av hydrometrar, som har olika skalor som varierar beroende på deras användning. En hydrometer för tunga vätskor kommer vanligtvis att ha en skala som börjar vid 1 och högre, och en för lätta vätskor kan ha en skala som börjar långt under 1. En batterihydrometer, som ofta kommer som en digital modell, mäter batteriets vätskans specifika vikt kan användas för att bestämma batteriets tillstånd och laddning. Andra hydrometrar inkluderar alkoholometrar, som mäter med avseende på bevis på alkohol, och sackarometrar, som mäter tätheten av socker i en sockerlösning.