Un idrometro è uno strumento scientifico utilizzato per misurare sia il peso specifico che la densità di un liquido, basato sul principio di galleggiabilità di Archimede. È composto da un bulbo di vetro sigillato con un lungo tubo sottile collegato a un’estremità, ed è appesantito con mercurio o pallini di piombo sotto il bulbo in modo che possa galleggiare in posizione verticale. La porzione del tubo è etichettata con una scala in modo che quando viene posta in un liquido, è possibile vedere il peso specifico misurato. Lo strumento è in genere calibrato per l’uso con liquidi a una certa temperatura e la scala su di esso può variare a seconda dell’uso previsto.
Il principio di galleggiabilità di Archimede afferma che un oggetto che galleggia in un liquido viene sollevato da una forza pari al peso del liquido spostato dall’oggetto. Ciò significa che minore è la densità, più l’idrometro affonderà nel campione liquido. D’altra parte, con una densità maggiore, c’è una forza maggiore che solleverà il bulbo più in alto nel liquido.
Per utilizzare un densimetro, il campione liquido deve essere versato in un cilindro di vetro alto o in un contenitore simile. L’idrometro viene posizionato verticalmente nel liquido con l’estremità del bulbo rivolta verso il basso in modo che ondeggi e galleggi nel campione. La profondità di galleggiamento del bulbo viene misurata usando la scala sul collo del tubo e la lettura dovrebbe essere presa sul piano del livello dell’acqua, non dove il liquido si aggrappa al lato del collo. La scala viene in genere misurata in termini di gravità specifica, con un intervallo da appena al di sotto di 1 a appena sopra di esso, ad esempio da 0.95 a 1.05.
Il peso specifico di un liquido è il rapporto tra la massa di quel liquido e quella di un uguale volume di acqua pura. In termini più semplici, è quante volte il liquido è più leggero o più pesante dell’acqua. Poiché è un rapporto di massa, il peso specifico non ha unità. Ad esempio, un peso specifico di 1 significa che il liquido ha la stessa massa e densità dello stesso volume di acqua pura, oppure se la misura è inferiore a 1, il liquido è meno denso con un peso specifico inferiore.
Poiché la densità di un liquido generalmente cambia con la temperatura, un densimetro è tipicamente calibrato per essere utilizzato con un liquido a una certa temperatura. Tradizionalmente, un densimetro è stato calibrato per misurare il peso specifico utilizzando la densità dell’acqua a 39° F (4° C) perché questo è il punto in cui l’acqua pura raggiunge la densità massima. Di recente, tuttavia, è più comune che uno venga calibrato a 60° F (15.5° C) o 68° F (20° C). La calibrazione dello strumento sarà solitamente etichettata sul collo del tubo e il campione liquido dovrebbe essere alla temperatura di calibrazione quando viene eseguita la misurazione.
Esistono diversi tipi di idrometri, che hanno scale diverse che variano a seconda del loro utilizzo. Un densimetro per liquidi pesanti di solito ha una scala che inizia da 1 e oltre, e uno per liquidi leggeri potrebbe avere una scala che inizia molto al di sotto di 1. Un densimetro a batteria, che spesso viene fornito come modello digitale, misura il peso specifico del liquido della batteria e può essere utilizzato per determinare le condizioni e la carica di una batteria. Altri idrometri includono alcolometri, che misurano in termini di prova di alcol, e saccarometri, che misurano la densità dello zucchero in una soluzione zuccherina.