Un hidrómetro es un instrumento científico que se utiliza para medir tanto la gravedad específica como la densidad de un líquido, según el principio de flotabilidad de Arquímedes. Se compone de un bulbo de vidrio sellado con un tubo largo y delgado conectado a un extremo, y está cargado con mercurio o perdigones de plomo debajo del bulbo para que pueda flotar en posición vertical. La porción del tubo está etiquetada con una escala para que cuando se coloque en un líquido, se pueda ver la gravedad específica medida. Por lo general, el instrumento se calibra para su uso con líquido a una determinada temperatura, y la escala puede variar según el uso previsto.
El principio de flotabilidad de Arquímedes establece que un objeto que flota en un líquido se eleva mediante una fuerza igual al peso del líquido que desplaza el objeto. Esto significa que cuanto menor sea la densidad, más se hundirá el hidrómetro en la muestra líquida. Por otro lado, con mayor densidad, hay mayor fuerza que levantará el bulbo más alto en el líquido.
Para utilizar un hidrómetro, la muestra líquida debe verterse en un cilindro de vidrio alto o en un recipiente similar. El hidrómetro se coloca verticalmente en el líquido con el extremo del bulbo hacia abajo para que se balancee y flote en la muestra. La profundidad de la flotación del bulbo se mide usando la escala en el cuello del tubo, y la lectura debe tomarse en el plano del nivel del agua, no donde el líquido se adhiere al costado del cuello. La escala se mide típicamente en términos de gravedad específica, con un rango desde justo por debajo de 1 hasta justo por encima de él, como 0.95 a 1.05.
La gravedad específica de un líquido es la relación entre la masa de ese líquido y la de un volumen igual de agua pura. En términos más simples, es cuántas veces más liviano o más pesado es el líquido que el agua. Dado que es una relación de masa, la gravedad específica no tiene unidades. Por ejemplo, un peso específico de 1 significa que el líquido tiene la misma masa y densidad que el mismo volumen de agua pura, o si la medida es menor que 1, el líquido es menos denso con un peso específico más bajo.
Dado que la densidad de un líquido generalmente cambia con la temperatura, un hidrómetro generalmente se calibra para usarse con líquido a una cierta temperatura. Tradicionalmente, un hidrómetro se calibraba para medir la gravedad específica utilizando la densidad del agua a 39 ° F (4 ° C) porque ese es el punto en el que el agua pura alcanza la densidad máxima. Recientemente, sin embargo, es más común que uno se calibre a 60 ° F (15.5 ° C) o 68 ° F (20 ° C). La calibración del instrumento generalmente estará etiquetada en el cuello del tubo, y la muestra líquida debe estar a la temperatura de calibración cuando se toma la medición.
Hay varios tipos diferentes de hidrómetros, que tienen diferentes escalas que varían según su uso. Un hidrómetro para líquidos pesados generalmente tendrá una escala que comienza en 1 y más, y uno para líquidos livianos puede tener una escala que comienza muy por debajo de 1. Un hidrómetro de batería, que a menudo viene como un modelo digital, mide la gravedad específica del líquido de la batería y se puede utilizar para determinar el estado y la carga de una batería. Otros hidrómetros incluyen alcoholómetros, que miden en términos de prueba de alcohol, y sacarómetros, que miden la densidad del azúcar en una solución de azúcar.