Περιεχόμενο
Ένα υδρόμετρο είναι μια συσκευή που μετράει τη συγκεκριμένη βαρύτητα ενός υγρού. Δεν μπορούν να ρυθμιστούν, οπότε η βαθμονόμηση συνίσταται στον καθορισμό ενός συντελεστή διόρθωσης που πρέπει να εφαρμόζεται μετά τη λήψη της μέτρησης. Τα υδρόμετρα είναι ευαίσθητα όργανα και οι ενδείξεις τους επηρεάζονται σημαντικά από μικρές αλλαγές στο περιβάλλον, ιδιαίτερα τη θερμοκρασία.
Ορισμοί
Το ειδικό βάρος είναι η πυκνότητα μιας ουσίας σε σχέση με εκείνη ενός υλικού αναφοράς και μπορεί επίσης να αναφέρεται ως σχετική πυκνότητα. Τυπικά, το υλικό αναφοράς είναι νερό στους τέσσερις βαθμούς Κελσίου, το οποίο έχει πυκνότητα περίπου ενός γραμμαρίου ανά κυβικό εκατοστό (g / cm3). Στην περίπτωση αυτή, το ειδικό βάρος μιας ουσίας είναι ίσο με την πυκνότητα της ουσίας αυτής σε g / cm3.
Θεωρία
Ένα υδρόμετρο χρησιμοποιεί την αρχή του Αρχιμήδη για να μετρήσει τη συγκεκριμένη βαρύτητα ενός υγρού. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, το βάρος ενός αντικειμένου που επιπλέει σε ένα υγρό θα είναι ίσο με το βάρος του υγρού που εκτοπίζει. Δεδομένου ότι το βάρος του υδρόμετρου είναι σταθερό, το βάρος του υγρού που μετατοπίζει σταθεροποιείται επίσης. Μία μετρούμενη κλίμακα στην πλευρά του υδρόμετρου μπορεί επομένως να παρέχει το ειδικό βάρος του υγρού.
Λειτουργία
Ένα υδρόμετρο είναι συνήθως ένα μακρύ, στενό κυλινδρικό αντικείμενο με ένα σταθμισμένο πυθμένα έτσι ώστε να επιπλέει σε όρθια θέση. Το υδρόμετρο τοποθετείται στο υγρό και περιστρέφεται έτσι ώστε οι φυσαλίδες αέρα να απομακρύνονται. Μόλις δεν υπάρχουν φυσαλίδες αέρα που προσκολλώνται στην πλευρά του υδρόμετρου, διαβάζεται η κλίμακα στο επίπεδο επιφάνειας του υγρού.
Συντελεστής διόρθωσης θερμοκρασίας
Η πυκνότητα των υγρών θα αλλάξει καθώς αλλάζει η θερμοκρασία του υγρού. Επομένως, μια ακριβής μέτρηση του ειδικού βάρους ενός υγρού θα απαιτεί την γνωστή θερμοκρασία του. Ένα εμπορικό υδρόμετρο τυπικά θα συνοδεύεται από ένα γράφημα που παρέχει τον συντελεστή διόρθωσης που εφαρμόζεται σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
Επαλήθευση
Η ακρίβεια του υδρόμετρου μπορεί να επαληθεύεται με τη μέτρηση της ειδικής βαρύτητας υγρών με γνωστή θερμοκρασία και σύνθεση. Για παράδειγμα, ένα δείγμα καθαρού νερού θα έχει ειδικό βάρος περίπου 0.998 στους 20 βαθμούς Κελσίου. Ο συντελεστής διόρθωσης υπολογίζεται αφαιρώντας το παρατηρούμενο ειδικό βάρος από το προβλεπόμενο ειδικό βάρος. Αυτή η διόρθωση θα εφαρμοστεί στη συνέχεια σε οποιεσδήποτε μετρήσεις ειδικής βαρύτητας που λαμβάνονται με το υδρόμετρο.