Un hydromètre est un instrument scientifique utilisé pour mesurer à la fois la densité et la densité d’un liquide, basé sur le principe de flottabilité d’Archimède. Il est composé d’une ampoule en verre scellée avec un long tube mince relié à une extrémité, et il est lesté de mercure ou de plomb sous l’ampoule afin qu’il puisse flotter debout. La partie du tube est étiquetée avec une échelle de sorte que lorsqu’elle est placée dans un liquide, la gravité spécifique mesurée peut être vue. L’instrument est généralement calibré pour une utilisation avec un liquide à une certaine température, et l’échelle peut varier en fonction de son utilisation prévue.
Le principe de flottabilité d’Archimède stipule qu’un objet flottant dans un liquide est soulevé par une force égale au poids du liquide déplacé par l’objet. Cela signifie que plus la densité est faible, plus l’hydromètre s’enfoncera dans l’échantillon liquide. D’un autre côté, avec une densité plus élevée, il y a une plus grande force qui soulèvera l’ampoule plus haut dans le liquide.
Pour utiliser un hydromètre, l’échantillon liquide doit être versé dans un grand cylindre en verre ou un récipient similaire. L’hydromètre est placé verticalement dans le liquide avec le bulbe vers le bas de sorte qu’il flotte et flotte dans l’échantillon. La profondeur de la flottation du bulbe est mesurée à l’aide de l’échelle sur le col du tube, et la lecture doit être prise au niveau du niveau de l’eau, pas là où le liquide s’accroche sur le côté du col. L’échelle est généralement mesurée en termes de gravité spécifique, avec une plage allant d’un peu moins de 1 à juste au-dessus, par exemple de 0.95 à 1.05.
La gravité spécifique d’un liquide est le rapport de la masse de ce liquide à celle d’un volume égal d’eau pure. En termes plus simples, il s’agit du nombre de fois plus léger ou plus lourd que le liquide est que l’eau. Puisqu’il s’agit d’un rapport de masse, la gravité spécifique n’a pas d’unité. Par exemple, une densité de 1 signifie que le liquide a la même masse et la même densité que le même volume d’eau pure, ou si la mesure est inférieure à 1, le liquide est moins dense avec une densité inférieure.
Étant donné que la densité d’un liquide change généralement avec la température, un hydromètre est généralement calibré pour être utilisé avec un liquide à une certaine température. Traditionnellement, un hydromètre était calibré pour mesurer la densité en utilisant la densité de l’eau à 39 ° F (4 ° C) car c’est le point auquel l’eau pure atteint la densité maximale. Récemment, cependant, il est plus courant que l’un d’eux soit calibré à 60° F (15.5° C) ou 68° F (20° C). L’étalonnage de l’instrument sera généralement étiqueté sur le col du tube, et l’échantillon liquide doit être à la température d’étalonnage lorsque la mesure est prise.
Il existe plusieurs types d’hydromètres, qui ont des échelles différentes qui varient en fonction de leur utilisation. Un hydromètre pour liquides lourds aura généralement une échelle commençant à 1 et au-dessus, et un hydromètre pour liquides légers peut avoir une échelle commençant bien en dessous de 1. Un hydromètre à batterie, qui se présente souvent sous la forme d’un modèle numérique, mesure la gravité spécifique du liquide de la batterie et peut être utilisé pour déterminer l’état et la charge d’une batterie. Les autres hydromètres comprennent les alcoomètres, qui mesurent en termes de preuve d’alcool, et les saccharomètres, qui mesurent la densité du sucre dans une solution de sucre.