هیدرومتر تجهیزی است که به وسیله‌ی آن چگالی مایعات را اندازه‌گیری می‌کنند. هیدرومتر دارای یک ساقه استوانه‌ای شکل و یک بالون است که با جیوه یا گلوله‌های سربی سنگین شده تا به صورت مستقیم و رو به بالا شناور بماند.
ویژگی‌ای به نام چگالی یا جرم حجمی وجود دارد که از مشخصه‌های فیزیکی مواد به حساب می‌آید. چگالی در واقع مقدار جرم موجود در واحد حجم است و مستقل از ابعاد ماده است. بنابراین بیان صحیح و دقیق آن است که بگوییم چگالی سرب بیشتر از چگالی پَر است. چگالی را با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/v بدست می‌آید. در این رابطه ρ چگالی ماده، m جرم جسم و v حجم ماده می‌باشد. هیدرومتر که با نام آب‌سنج و چگالی‌سنج نیز شناخته می‌شود، تجهیزی است که به کمک آن می توان چگالی نسبی سیالات مختلف را اندازه‌گیری کرد.
چگالی چیست و واحدهای اندازه‌گیری چگالی کدامند؟
در اندازه‌گیری چگالی، معمولا جرم را برحسب گرم (g) یا کیلوگرم (kg) و حجم را بر حسب سانتیمتر مکعب (cm3) یا متر مکعب (m3) بیان می‌کنند که در این صورت چگالی را برحسب واحدهای گرم بر سانتیمتر مکعب (gr/cm3) یا کیلوگرم بر متر مکعب (Kg/m3) می‌سنجند. چگالی نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم است. مثلا، سرب یک ماده چگال است، زیرا مقدار زیادی از آن در حجم کوچکی متراکم شده، از طرف دیگر چگالی هوا بسیار کم است. هسته اتم‌های تشکیل‌دهنده مواد و ستارگانی مثل ستاره‌های نوترونی، ابر نواختران، سیاه چاله‌ها و … از جمله‌ی چگال‌ترین مواد هستند.
چگالی را چطور اندازه می‌گیرند؟
برای اندازه‌گیری چگالی یک جسم، باید جرم (m) و حجم (v) آن را اندازه‌گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه‌گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راه‌های گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای به‌دست‌آوردن حجم یک مکعب، اندازه یک ضلع آن را به توان ۳ می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل، طول و عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد، اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه‌گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی به وسیله اندازه‌گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم، یا از طریق اندازه‌گیری چگالی نسبی مواد نسبت به هم، می‌توانیم چگالی تک تک مواد را اندازه‌گیری نموده و مشخص نماییم. نکتهی مهمی که توجه به آن ضروری است، آن است که تغییرات دما سبب تغییر حجم جسم می‌شود. بنابراین با تغییر دما چگالی یک ماده تغییر می‌کند. از این‌رو چگالی اغلب مواد را در دمای C°ء۲۵ اندازه‌گیری می‌کنند.
چگالی نسبی
مقایسه چگالی دو مایع با یکدیگر یا مقایسه چگالی یک جسم جامد با یک مایع خیلی راحت است. اگر چگالی جسمی کمتر از مایع باشد، در آن شناور می‌شود و در غیر این‌صورت در آن غرق می‌گردد. مثلا چگالی چوب از آب کمتر است و برای همین است که چوب روی آب شناور می‌ماند.
وزن مخصوص (Specific Gravity)ء(S.G)
وزن مخصوص نسبت چگالی یک ماده به چگالی یک ماده‌ی مرجع است. معمولا از آب به عنوان ماده‌ی مرجع برای اندازه‌گیری وزن مخصوص یک مایع استفاده می‌کنند. از آنجایی که وزن مخصوص از تقسیم چگالی ۲ ماده بدست می‌آید، بنابراین بدون واحد است. چنانچه در تعیین وزن مخصوص از آب به عنوان ماده‌ی مرجع استفاده کرده باشند، موادی که وزن مخصوص بیشتر از ۱ داشته باشند، چگالی بیشتری نسبت به آب دارند و آنهایی که وزن مخصوص کمتر از ۱ داشته باشند، دارای چگالی کمتری نسبت به آب هستند.
نحوه‌ی صحیح خواندن هیدرومتر
1- مطمئن شوید که هیدرومتر تمیز و خشک است.
۲- از یک ظرف شفاف استوانه‌ای شکل که کاملا تمیز و خشک باشد یا با قسمتی از نمونه شستشو داده شده باشد، استفاده نمایید.
۳- قبل از آزمایش، نمونه باید کاملا هم خورده باشد. بهتر است از یک همزن که به انتهای ظرف حاوی نمونه می‌رسد، استفاده شود.
۴- به آرامی هیدرومتر را داخل مایع نمایید و کمی پایین‌تر از مقداری که به صورت طبیعی می‌ایستد، فرو ببرید (نه بیشتر از ۳ میلی‌متر).
۵- صبرکنید تا هیدرومتر ساکن شده و حباب‌های موجود در مایع از بین بروند. سپس قرائت را انجام دهید.
۶- دمای هیدرومتر و مایعی که تحت آزمایش است، باید یکی باشند.
۷- بیشترین دقت در نتایج خوانده شده زمانی است که دمای نمونه، با دمایی که ترمومتر در آن کالیبره شده است، یکی باشد. وقتی که تفاوت در دما اجتنابناپذیر است، می‌توان مقدار خوانده شده از هیدرومتر را با استفاده از جداول تصحیح، اصلاح نمود.
۸- کشش سطحی مایع، می‌تواند بر مقدار قرائت شده توسط هیدرومتر تاثیر بگذارد. کشش سطحی مایع مورد آزمایش باید متناسب با کشش سطحی مایعی باشد که هیدرومتر درون آن درجه‌بندی شده است. باید توجه داشت که مقدار قرائت شده در مایعاتی که دارای چگالی یکسان و کشش سطحی متفاوت هستند، متغیر است. وقتی که کشش سطحی مایع با مقداری که از طرف سازنده هیدرومتر اعلام شده است متفاوت است، باید مقدار خوانده شده را با کمک جداول تصحیح، اصلاح نمود.
۹- برای جلوگیری از خطاهای ناشی از تغییرات خودبه‌خودی کشش سطحی، کف‌کردن و ایجاد فیلم سطحی (ناشی از ناخالصی‌های دستگاه‌ها، هوا یا مایع)، بلافاصله قبل از خواندن، ظرف استوانه‌ای را سر ریز نمائید.
۱۰- به یک نقطه پایین‌تر از صفحه سطح مایع نگاه کنید و سپس خط دید خود را تا سطح مایع افزایش دهید تا سطح آب که به صورت بیضی دیده می‌شود، به صورت یک خط صاف درآید. نقطه‌ای که محل تقاطع این خط با هیدرومتر است، را بخوانید.
۱۱- جهت خواندن ترمومتر، چشم خود را به گونه‌ای قرار دهید که قسمتی از ساقه هیدرومتر و ستون موئین ترمومتر را به صورت خط راست ببینید. وقتی که چشم در چنین موقعیتی قرار دارد، خط دید نسبت به ساقه حالت عادی دارد.
- انواع هیدرومتر
هیدرومتر الکل سنج
الکل سنج برای سنجش میزان الکل در یک مایع مورد استفاده قرار می گیرد. درجه بندی این دستگاه بین ۰ تا ۱۰۰ است و مقدار الکل را برحسب درصد نشان می دهد. این وسیله در آزمایشگاه ها و بررسی عملیات تخمیر استفاده می شود و در رنج های محدود تر مثلا ۰ تا ۵۰ درصد یا ۰ تا ۲۵ درصد نیز در دسترس است.
هیدرومتر باتری
هیدرومتر باتری در واقع نوعی اسید سنج است که برای سرویس کردن باتری اتومبیل کاربرد دارد. با این وسیله می توان میزان غلظت محلول اسید سولفوریک که به عنوان الکترولیت در باتری استفاده می شود را ارزیابی کرد.
هیدرومتر شراب
شراب سنج نوعی هیدرومتر است که در تولید شراب و آبجو مورد استفاده قرار می گیرد. این وسیله بطور همزمان میزان قند را از ۰ تا ۳۵ درصد و الکل را بر اساس ۰ تا ۲۰ درصد نشان می دهد.
هیدرومتر خاک
هیدرومتر خاک یا چگالی سنجش خاک برای اندازه گیری قطر ذرات خاک و سنجش دانه بندی ذرات تشکیل دهنده خاک در زمین های کشاورزی استفاده می شود. این وسیله در کشاورزی، راه سازی، سد سازی مورد استفاده قرار می گیرد و چگالی سنج خاک H151 و چگالی سنج خاک H152 دو نوع از معروف ترین انواع آن هستند. روش کار با این دستگاه بدین ترتیب است که مقدار مشخصی از خاک با آب مقطر ترکیب کرده و چگالی سنج را درون آن قرار می دهند و عدد نمایش داده شده خوانش می شود.
هیدرومتر دیجیتال
این وسیله با دقت بسیار بالایی دارد و با دارا بودن یک نمایشگر دیجیتال برای سنجش الکل ، چگالی سیالات و … مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه قابلیت چرخش صفحه به صورت دستی را دارد و نتایج به راحتی در هر موقعیتی قابل خواندن می باشد. این وسیله در صنایع داروسازی و صنایع غذایی استفاده می شود و زمان پاسخگویی آن ۴ ثانیه است.
اصفهان - بزرگراه شهید میثمی، ابتدای بلوار کشاورز، برج آزاد، طبقه 7 ، واحد شماره 8 ، پرتال جامع انرژی
info(@)energyenergy.ir