Hidrométer

A hidrométer  folyadékok és szilárd anyagok sűrűségének mérésére szolgáló eszköz [1] , melynek működési elve Arkhimédész törvényén [2] alapul . Úgy gondolják, hogy Hypatia feltalálta a hidrométert .

Kialakítás és működési elv és használat

Általában egy üveg úszó, amelyet söréttel vagy higannyal súlyoznak a kívánt tömeg elérése érdekében. A felső, keskeny részen egy skála található, amely az oldat sűrűsége vagy az oldott anyag koncentrációja szerint van beosztva. Az oldat sűrűsége megegyezik a hidrométer tömegének és a folyadékba merülő térfogat arányával. Ennek megfelelően léteznek állandó térfogatú és állandó tömegű hidrométerek [1] .

• Egy folyadék sűrűségének állandó tömegű hidrométerrel történő mérésére egy száraz és tiszta hidrométert helyezünk egy edénybe ezzel a folyadékkal, hogy az szabadon lebegjen benne. A sűrűség értékeket a hidrométer skálán olvassuk le, a meniszkusz alsó széle mentén. Az állandó tömegű hidrométereknél a mérési határok általában meglehetősen szűkek, és a gyakorlatban úszókészleteket használnak.
• Az állandó térfogat hidrométerrel történő méréséhez a tömege megváltozik, és eléri a bemerülést egy bizonyos jelig. A sűrűséget a rakomány tömege (például súlyok) és a kiszorított folyadék térfogata határozza meg.

Mérlegek

A gyakorlati használat érdekében a hidrométert az oldott anyag koncentrációjában kalibrálják, például:

• Alkoholométer - az alkohol százalékában az ital erősségének  mérésére ;
• Laktométer - zsírszázalékban a tej  minőségének meghatározásához ;
• Szalinométer - az oldat  sótartalmának mérésére;
• Cukormérő  - az oldott cukor koncentrációjának meghatározásakor ;

Mivel a folyadékok sűrűsége nagymértékben függ a hőmérséklettől, a koncentrációméréseket szigorúan meghatározott hőmérsékleten kell végezni, amelyhez időnként egy hidrométert is mellékelnek hőmérővel .

A következő típusú hidrométerek léteznek:

• általános célú hidrométer AON-1, AON-2, AON-3, AON-4, AON-5;
• hidrométer tejhez AM, AMT;
• hidrométer kőolajtermékekhez AN, ANT-1, ANT-2;
• hidrométer vizelet AU;
• hidrométer alkoholhoz ASP-1, ASP-2, ASP-3, ASP-T;
• hidrométer az AE-1, AE-2, AE-3 elektrolitokhoz;
• földi hidrométer AG;
• hidrométer cukorhoz AS-2, AS-3, AST-1, AST-2;
• hidrométer savakhoz AK-1, AK-2;
• hidrométer hidrométer AEG hőmérővel.

Baumé skála

Antoine Baume francia kémikus 1768-ban kidolgozta a hidrométer modern kialakítását és a folyadékok Baumé-fokban kifejezett sűrűségének skáláját, amelyet Baumé , B° , Bé° -ként és egyszerűen Baumé, Baumé, Baumé -ként jelöltek , amelyek eredetileg számszerűen egyenlőek voltak a konyhasó (nátrium-klorid) oldatának koncentrációja tömegszázalékban 16 °C -on . Később a skálát finomították és korrigálták. A Baumé-skálát a mai napig használják a gyakorlatban, de Oroszországban az 1930-as években törölték.

A sűrűség és a Baumé-fokok száma között egyszerű matematikai összefüggés van, de a különböző források eltérő számszerű együtthatókat adnak meg:

, ahol

• a + jelet a víznél kevésbé sűrű folyadékokra, a − jelet pedig a víznél sűrűbb folyadékokra használják;
• , g / cm3  a sűrűség;
• ,  - együtthatók:
  • [3] ;
  • a víznél sűrűbb és a víznél kisebb sűrűségű folyadékokhoz [4] ;
  • a víznél sűrűbb és a víznél kisebb sűrűségű folyadékokra [5] .

Geotechnikai alkalmazások

A hidrométer határozza meg a szuszpenzió fajsúlyát (vagy sűrűségét), ami lehetővé teszi egy bizonyos egyenértékű részecskeátmérőjű részecskék százalékos arányának kiszámítását [7] .

A hidrométer az Areometrikus módszerben (Eng. Hydrometer Method [8] ) talált alkalmazásra a szemcsék meghatározására. talajösszetétel a 0,1 mm-nél kisebb átmérőjű talajban lévő részecskék tartalmának meghatározására. A hidrometriás módszer a talajszuszpenzió sűrűségének hidrométerrel meghatározott időközönkénti egymás utáni meghatározásán alapul. A meghatározások eredményei alapján a meghatározandó részecskék átmérőjét és számát a képlet alapján vagy nomogram segítségével számítjuk ki. A 0,1 mm-nél nagyobb frakciók tartalmát szita módszerrel határozzuk meg. A hidrométert kalibrálni kell, hogy meghatározza valódi mélységét a hidrométer leolvasott értékében.

Ez a teszt a viszkózus folyadékba eső gömbökre vonatkozó Stokes-törvényen alapul , amelyben a végső esési sebesség a szemcseátmérőtől és a szuszpenzióban lévő szemcsék és a folyadék sűrűségétől függ. Így a szemcseátmérő kiszámítható az esés távolságának és idejének ismeretében. Talaj esetében feltételezzük, hogy a talajszemcsék gömb alakúak és azonos fajsúlyúak. Ezért elmondható, hogy a vizes talajszuszpenzióban a nagyobb részecskék gyorsabban ülepednek, mint a kisebbek.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 Fizikai enciklopédikus szótár / Ch. szerk. A. M. Prohorov. Szerk. számol D. M. Alekseev, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik és mások - M. : Sov. enciklopédia, 1983. - S. 32-33. — 982 p. — 100.000 példány.
2. ↑ ESBE, 1890-1907 .
3. ↑ Ginkin, 1939 , p. 628.
4. ↑ Perry, 2008 , p. 1-19.
5. ↑ Smithels, 1949 , p. 41.
6. ↑ Ginkin, 1939 , p. 629.
7. ↑ Fakhry A. Assaad, Philip Elmer LaMoreaux, Travis H. Hughes (szerk.), Field Methods for Geologists and Hydrogeologists , Springer Science & Business Media, 2004 ISBN 3540408827 , 299. o.
8. ↑ University of British Columbia Encyclopedia

Irodalom

• Hidrométer // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára  : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
• G. G. GINKIN. A rádiótechnika kézikönyve. — 3., javítva és kiegészítve. - Moszkva - Leningrád: Oborongiz, 1939.
• Körtebor. Perry vegyészmérnökök kézikönyve. - 8. - McGraw-Hill, 2008. - ISBN 978-0-07-142294-9 .
• Smithells, Colin J. és Al. Fémek kézikönyve. – London: Butterworths Scientific Publications, 1949.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Nagy Szovjet (1 kiadás) Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	NKC : ph1162137