Vad är en hydrometer?
En hydrometer är ett vetenskapligt instrument som används för att mäta både den specifika tyngdkraften och densiteten för en vätska, baserat på Archimedes princip om flytkraft. Den består av en förseglad glaslampa med ett långt mager rör anslutet till ena änden, och det vägs med kvicksilver eller blyskott under glödlampan så att den kan flyta upprätt. Rördelen är märkt med en skala så när den placeras i en vätska kan den uppmätta specifika tyngdkraften 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 för flytkraft säger att ett föremål som flyter i vätska lyfts upp av en kraft som är lika med vikten av vätskan som fördrivs av objektet. Detta innebär att ju lägre densiteten, desto mer kommer hydrometern att sjunka 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 glödlampans ände så att den bobs och flyter i provet. Djupet på glödlampaflotationen mäts med hjälp av skalet på rörets hals, och avläsningen bör tas vid vattennivån, inte där vätskan klamrar sig upp på sidan av nacken. Skalan mäts vanligtvis i termer av specifik tyngdkraft, med ett intervall från strax under 1 till precis ovanför den, till exempel 0,95 till 1,05.
Den specifika tyngdkraften för en vätska är förhållandet mellan vätskans massa och 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 massaförhållande har specifik tyngdkraft inga enheter. Till exempel innebär en specifik tyngdkraft på 1 att vätskan har samma massa och densitet som samma volym av renVatten, eller om mätningen är mindre än 1, är vätskan mindre tät med en lägre specifik tyngdkraft.
Eftersom densiteten för en vätska generellt förändras med temperaturen, kalibreras en hydrometer vanligtvis för att användas med vätska vid en viss temperatur. Traditionellt kalibrerades en hydrometer för att mäta specifik tyngdkraft med användning av vattendensiteten vid 4 ° C) eftersom det är den punkt vid vilken rent vatten når maximal densitet. Nyligen är det dock vanligare att en kalibreras till 60 ° F (15,5 ° C) eller 68 ° F (20 ° C). Kalibreringen av instrumentet kommer vanligtvis att märkas på rörets hals, och vätskeprovet ska vara vid kalibreringstemperaturen när mätningen tas.
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 starting långt under 1. En batteribatteri, som ofta kommer som en digital modell, mäter den specifika tyngdkraften för batterivätska och kan användas för att bestämma tillståndet och laddningen för ett batteri. Andra hydrometrar inkluderar alkoholometrar, som mäter när det gäller bevis på alkohol och sackarometrar, som mäter tätheten av socker i en sockerlösning.