Ареометр (греч.) - в физике так называется прибор, который служит для определения плотности, а следовательно, и удельного веса тел. Устройство А. основано на гидростатическом законе (см. Архимедов закон), по которому каждое тело плавает в жидкости столь глубоко погруженным в нее, что вес вытесненной им жидкости равен весу всего плавающего тела.
- Если желательно, чтобы одно и то же тело, плавая в жидкостях различной плотности, было погружено на определенную глубину до известной точки, то приходится для этой цели искусственно изменять его вес соразмерно изменению плотности жидкости: если плотность жидкости стала больше, вес тела нужно увеличить, положив на него соответственный груз.
- Если оставить вес погружаемого тела постоянным и погружать его в жидкости различной плотности, то очевидно на основании вышеуказанного гидростат. закона: оно тем глубже будет погружаться в жидкость, чем плотность ее будет меньше.
Для устройства А. воспользовались этими свойствами плавающих в жидкостях тел и, смотря по тому, на основании которого из этих двух высказанных положений устроен прибор, различают
- А. весовой, или гравиметр (с постоянным объемом), и
- А. со шкалой (с постоянным весом).
Весовые А. устроены на основании первого из указанных выше положений.
Эти приборы приготовляются главным образом из металла или из стекла, в виде полых тел. Форма их бывает разнообразна, смотря по тому, какой они системы: Фаренгейта, Траллеса, Никольсона и др. Они всегда снабжены чашечкой, на которую можно класть гири и небольшие тела, которых плотность приходится определять. Никольсоновский весовой А. (см. рис.) состоит из полого металлического, конически законченного цилиндра В, к которому подвешен массивный металлический конус или полушарие плоским основанием вверх, так что туда можно положить исследуемое тело (m).
Вверху прибор снабжен тонким металлическим стержнем с прикрепленной к нему тарелочкой А., предназначенной для принятия груза, и небольшого твердого исследуемого тела. С помощью такого весового А. можно определить как абсолютный вес твердого тела, так и его плотность, равно как и плотность различных жидкостей. Эти приборы крайне компактны и удобны для путешествующих минералогов, служа для определения плотности найденных ими минералов. Весовой А. употребляется главным образом для определения удельного веса твердых тел; для этого небольшой кусок исследуемого тела кладут сперва на верхнюю тарелочку прибора и, прибавляя разновески, доводят его до черты (марки) на стержне А., до которой прибор погружается в воде при известном грузе на тарелочке. Вычтя из веса гирь, нужного для погружения А. до черты без твердого тела, вес гирь, прибавленных к положенному на тарелочку телу, определяют вес исследуемого тела. Затем данное тело кладут на основание подвешенного конуса (иногда для этого там устраивают металлическую корзинку), погружают А. в воду и, кладя гирьки, заставляют А. погрузиться до черты. Небольшой расчет, основанный на Архимедовом законе, дает искомую плотность, а следовательно, и удельный вес данного тела. При определении плотности жидкостей с помощью весового ареометра должен быть принят в расчет также абсолютный вес А.
- Для определения плотности и удельного веса жидкостей, как, напр., растворов солей, кислот и т. п., употребляются в химических лабораториях и в технике весы Мора и более чувствительные и точные весы Вестфаля, основанные на принципе весового ареометра. Весы Вестфаля, которые являются незаменимыми в нынешней лабораторной практике как по своей чувствительности и точности результатов, так и по простоте устройства и метода определения, представляют собой весы с коромыслом, к одному концу которого подвешен стеклянный тяжелый поплавок, или, как его назвали немцы, «стеклянное тело» (Glaskörper); на другом же конце находится противовес, уравновешивающий «стеклянное тело». При погружении стеклянного тела в исследуемую жидкость оно будет терять часть своего веса, равную весу вытесненной им жидкости, равновесие весов нарушится. Навешивая грузики различной величины, специально калибрированные и приспособленные для этой цели и отнесенные к плотности воды = 1, на разные деления коромысла (как на обыкновенных химических весах), весы опять можно привести в состояние равновесия. Соответственная величина и место груза на коромысле после поправки на воздух и температуру (см. Плотность и Удельный вес) даст искомую плотность и удельный вес жидкости. Для наблюдения температуры жидкости, имеющей влияние на плотность, на стеклянном теле устроен маленький термометр. Вестфалевские весы калибрированы при 15° Ц., и обыкновенно жидкость приводят к этой температуре.
А. со шкалой (постоянного веса) состоит из стеклянного полого тела, к которому прикреплена шейка из стеклянной трубки со шкалой, внизу же А. помещается шарик, наполненный ртутью или дробью. Деление на градусы шейки крайне разнообразно. В этом отношении А. со шкалой носят разные названия: волюметра, плотностимера, процентного А. и А. с произвольной шкалой. Между первыми одним из лучших считается прибор Гей-Люссака со шкалой из 100 делений. А., шкала которых допускает прямое отсчитывание плотности жидкости, наз. плотностимерами, или определителями плотности; изготовление их крайне затруднительно. В практической жизни чаще всего употребляются процентные А., которые дают определение не плотности, но процентного отношения смеси жидкостей или растворов в объемных или весовых %. Сюда относятся спиртомеры (алкоголеметры), служащие для определения количества спирта в воде. Шкала этих А. устраивается по способу и указаниям Траллеса или Гей-Люссака; по ней можно непосредственно отсчитывать, сколько объемных процентов спирта находится в исследуемой жидкости. В России, Германии и Австрии содержание спирта в водке, обложенной акцизной пошлиной, производится по Траллесу, во Франции по Гей-Люссаку. - К А. подобного же рода можно причислить следующие приборы, требующие, впрочем, еще значительных усовершенствований: энометр (винные весы), солемер - прибор для определения содержания поваренной соли в рассоле, глеукометр, или А. для виноградного сусла, сахаромер (сахарометр) - для определения содержания сахара в жидкости, лактометр - А. для молока, А. для растворов солей: селитры, поташа, едких щелочей и др. Каждый из этих А. годен только для одной той жидкости, для которой он предназначен. Так, например, солемер не годится для сахарных растворов, и спиртомер может быть применяем только для смесей воды со спиртом. Так как температура влияет на изменение плотности исследуемой жидкости, то необходима поправка, которую делают по особым, для этой цели вычисленным, таблицам. Для русского спиртомера нормальной температуры считается 12½° Р., для немецкого - 12 4/9° Р. и для австрийского 12° Р. Чтобы легче можно было при исследовании определить температуру спирта, к спиртомеру приделан термометр. А. с произвольной шкалой устраиваются на произвольных основаниях; они не имеют никакого научного значения, но в практической жизни крайне употребительны. Между приборами этого рода особенно известны А. Боме, Картье, Бека и др.
Литература. Мейснер, «Die Aräometrie» (2 т., Нюрнб., 1816)[1]; Петрушевский, «Курс наблюдательной физики», и другие учебники физики. Г. Бинье, «Manipulations de physique» (Париж, 1876).
Примечания
- ↑ Вероятно, имеется ввиду: P.T. Meissner. Die Aräometrie in ihrer Anwendung auf Chemie und Technik. Wien, 1816.