Vad är en hydrostatisk balans?
Om en person ville veta hur mycket guld eller andra mindre värdefulla metaller fanns i en krona, som Archimedes känt gjorde, skulle det vara nödvändigt att förstå principen om hydrostatisk jämvikt eller hydrostatisk balans; detta kan åstadkommas med hjälp av en bit laboratorieutrustning som delar namnet - en hydrostatisk balans. I huvudsak gör denna enhet viktmätningar av ett ämne eller föremål, till exempel en ädelsten eller vätska. Det gör det genom att jämföra vikten på föremålet hängande i luften och igen i vatten, där, som simmare vet, föremål verkar vara mycket lättare; detta beror på det uppåtgående tryck som vattnet placerar på ett föremål, som också kan förskjuta vatten från dess behållare. Utrustningen som mäter dessa egenskaper liknar ofta en mekanisk eller elektronisk skala med ett fartyg fäst för att hålla ämnet i fråga.
För att bestämma densitetskarakteristik med hjälp av en hydrostatisk balans vägs ett ämne först i luften och sedan doppas samma substans i ett större kärl som innehåller vatten. Dessa två mätningar jämförs och formuleras för att beskriva ämnets tyngdekraft. Tyngdkraftmåttet berättar forskare viktig information om objektets densitet, eller hur ett ämne eller objekt kommer att bete sig under olika tryck.
Hydrostatisk jämvikt hänvisar ofta till förhållandet mellan tyngdkraft och gastryck på ett ämne. Ämnen upplever olika tryckmängder på olika djup. Ju djupare området, desto mer tryck utgår från tyngdkraften. I huvudsak, när gravitationen trycker ner - en relativ ökning - ökar ämnets tryckgradient också. Enkelt uttryckt, för att mäta guldet i en krona, kan det vara bra att veta att den uppåtgående kraften hos vatten på ett föremål är lika med vikten av dess förskjutna vätska.
Dessa krafter kan interagera med ett ämne i andra aspekter, såsom temperatur och ytarea, generera tryck eller energi. Den hydrostatiska balansen kan upphäva element i andra blandningar såväl som vatten för att mäta ämnets gravitation. Åtgärder kan också upptäcka renheten hos ämnen som kan blandas med andra element; till exempel, om en krona innehåller föroreningar eller i Archimedes fall silver, som har en mätbart annan hydrostatisk jämvikt än guld. Idag hittar tekniken användningar i applikationer som gemologi, astrofysik, geologi och atmosfär; på större skalor används principen för att beskriva egenskaper hos planeter och stjärnor. I alla dessa sammanhang avser hydrostatisk jämvikt hur ett ämne kan bete sig eller behålla sin form eller sammansättning under olika tryck.
Traditionellt baserade hydrostatisk balansteknik på mekanisk utrustning. Denna teknik formades vanligtvis som en gemensam balans: en T-formad struktur som stöder två rätter i vardera änden. Skillnader i vikt skulle få vipparmen att böja sig mot det tyngre elementet.
Modern hydrostatisk balansutrustning förlitar sig på exakt elektronisk avkänning. Teknik kan likna en skala med ett enda fartyg upphängd från en elektronikplattform. Instrument kan skalas till olika storlekar; en del är konstruerade för biltopp, medan andra är större, fristående utrustning för att hantera större fartyg.
Moderna enheter erbjuder digitala utgångar och många andra precisionsavläsningar. Datoriserade digitala sensorer kan rapportera inte bara den givna hydrostatiska jämvikten för ett element, utan kan också ge ytterligare beräknad information. Sådan data kan inkludera köranalyser och jämförelser mellan mätserier, samt enhetsomvandlingar mellan imperialistiska eller metriska system; för klar produktion i alla åtgärder som krävs.