Hydrometr kontra higrometr

Wprowadzenie

W imię nauki, jak mierzymy zawartość wilgoci i cukru w parującym kubku kakao? Na początek możemy zmierzyć poziom wilgotności w rosnącej parze kakao za pomocą higrometru. Następnie możemy zmierzyć gęstość względną zimnego kubka kakao (w porównaniu do wody) za pomocą areometru! Z miłości do nauki!

Cechy fizyczne

Areometr / areometr mierzy gęstość (ciężar na jednostkę objętości) i ciężar właściwy, czyli gęstość wspomnianej cieczy w stosunku do gęstości wody. W oparciu o zasadę flotacji Archimedesa, tj. Ciało stałe przesunie swój ciężar w cieczy zanurzeniowej. Instrumentem jest cylindryczny szklany trzon z dolną bańką zawierającą rtęć lub ołów, oraz z podziałką wewnątrz trzonu. Stopniowo wkładamy areometr do chłodnej cieczy, aż będzie w stanie swobodnie unosić się w cieczy. Po zrównaniu się areometru można dokonać odczytu. Odczyt ten jest pobierany, gdy mierzona powierzchnia cieczy spełnia skalę hydrometrów. Istnieje wiele różnych skal dostępnych dla różnych warunków lub kontekstów. Istnieją hydrometry dla cieczy o wysokiej i niskiej gęstości, o określonym zakresie grawitacji od 1,0 do 0,95, 0,95 do 0,9 itd. [I].

Podczas gdy higrometr wykorzystuje skalę z podziałką co dwa stopnie, w celu zmierzenia stopnia zawartości wilgoci / wilgotności / pary wodnej w atmosferze. Higrometry są w różnych wzorach, tj. Od prostych higrometrów do włosów po znacznie bardziej szczegółowe, skomplikowane instrumenty. Prosty higrometr do włosów, wykorzystuje napięte włosy ludzkie lub zwierzęce i mierzy wilgotność poprzez pomiar zmiany długości włosów w atmosferach o dużej wilgotności.

Historia

Mówi się, że pierwsze hydrometry zostały wynalezione na początku 5^th wieku greckiego uczonego o nazwisku Hypatia. Od tego czasu udoskonalono instrumenty dzięki postępom w nauce i technologii. Daje początek wielu różnym typom hydrometrów, stosowanych w różnych scenariuszach lub branżach. Najpopularniejsze lub najczęściej używane areometry wymieniono poniżej:

Laktometr: mierzy czystość mleka krowiego
Alkoholomierz: mierzy moc alkoholu w płynie
Sacharometr: mierzy zawartość cukru w roztworze
Termohydrometr: składa się z termometru wewnątrz części pływakowej areometru i służy do pomiaru gęstości produktów naftowych.
Urinometr: stosowany w medycynie do przeprowadzania analizy moczu
Barkometr: mierzy siłę płynów do opalania
Areometr baterii: służy do pomiaru poziomu naładowania baterii
Tester przeciwzamrożeniowy: mierzy jakość roztworu przeciwzamrożeniowego stosowanego w silnikach chłodzących
Acidometer: mierzy ciężar właściwy kwasu
Salinometr: mierzy zawartość soli w roztworze wodnym

Higrometr

Wielki Leonardo da Vinci wynalazł pierwszy higrometr w 15^th stulecie. Ta pierwotna koncepcja została ulepszona, aby stworzyć bardziej nowoczesną wersję w 1755 roku. Wiele różnych typów higrometrów obejmuje teraz:

Higrometry cewki metalowo-papierowej: para wodna jest absorbowana przez pasek papieru wskazujący wilgoć na tarczy
Psychrometr: składa się zarówno z mokrej, jak i suchej żarówki, gdzie mokra cebula jest podłączona do zbiornika wody
Higrometr punktu rosy chłodzonego lustra: przyrządy te są bardziej precyzyjne i służą do wykrywania kondensacji na powierzchni lustra
Higrometry pojemnościowe: nadają się do różnych zastosowań
Higrometry rezystancyjne: mierzą zmiany rezystancji elektrycznej spowodowane wilgocią
Higrometry termiczne: mierzą zmianę przewodności cieplnej z powodu wilgotności
Grawimetryczny: jest to najdokładniejszy z higrometrów, testujący poziomy wilgotności [ii].

Zakresy i skale

Hydrometry na ogół wykorzystują następujące skale:

Baume
Brix
Platon

Podczas gdy większość podstawowych higrometrów używa skali stopniowanej.

Używa

Hydrometry mogą być używane w następujących kontekstach:

Stosowany w analizie gleby
Produkcja wina i piwowarstwo
Testuje jakość mleka
Stosowany w analizie zawartości cukru
Służy do pomiaru gęstości produktów naftowych
Mierzy temperaturę elektrolitu i ciężar właściwy w ramach testu akumulatora
Służy do przeprowadzania analizy moczu

Natomiast higrometry są używane w różnych kontekstach, a mianowicie

Inkubatory
Przestrzenie przemysłowe
Szklarnie
Sauny
Humidory
Muzea
Do pielęgnacji drewnianych instrumentów muzycznych, takich jak gitary, harfy, fortepiany itp.
Zastosowania mieszkaniowe do monitorowania poziomu wilgotności
Przemysł lakierniczy np. farby mogą być wrażliwe na wilgoć.

Dokładność pomiaru

Dokładność areometrów zależy od trzech czynników; czystość, temperatura i właściwe zanurzenie. Zarówno areometr, jak i zbiornik lub cylinder mieszczący badany płyn, muszą być czyste. Aby ciecz mogła unieść się równomiernie, zapewniając dokładny odczyt. Ponadto temperatura powinna być podobna w cieczy i otaczającej atmosferze. W ten sposób zapobieganie zmianom gęstości. Odpowiednio słoik zawierający ciecz powinien być wystarczająco duży, aby umożliwić zanurzenie areometru [iii].

Natomiast w przypadku higrometrów trudno jest zachować dokładność. Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak temperatura, ciśnienie, zmiany elektryczne i masa. Konwencjonalne higrometry są niedokładne poniżej punktu zamarzania.

Porównanie areometru z higrometrem

Areometr	Higrometr
Mierzy ciężar właściwy cieczy	Mierzy ilość pary wodnej / wilgoci w powietrzu
Początkowo wynaleziony przez greckiego uczonego Hypatia	Początkowo wynaleziony przez Leonarda da Vinci
Wymyślony n wcześnie 5^th stulecie	Wymyślony na początku 15^th stulecie
Hydrometry są podzielone na kategorie według celu lub kontekstu użytkowania	Higrometry dzielą na kategorie różne metody pomiaru wilgotności
Łatwiej w celu zapewnienia dokładności	Trudne do utrzymania dokładności. Niedokładne poniżej punktu zamarzania
Aby zachować dokładność, należy uwzględnić takie czynniki, jak czystość, temperatura i właściwe zanurzenie	Czynniki takie jak temperatura, ciśnienie, masa i ładunek elektryczny muszą zostać znormalizowane, aby zapewnić dokładność

Wniosek

Hydrometr jest potrzebny do udowodnienia dokładności w zakresie ciężaru właściwego i gęstości cieczy, a higrometry są ważne do pomiaru poziomu wilgotności. Zbyt wysoki poziom wilgotności prowadzi do letargu, zmęczenia, infekcji dróg oddechowych. Z drugiej strony, jeśli poziom wilgotności jest zbyt niski, sprzyja to pogorszeniu wyposażenia drewnianego, instrumentów muzycznych itp. W ten sposób pomaga ludzkości utrzymać równowagę. Jednak oba przyrządy wymagają kalibracji i utrzymania temperatury w celu zapewnienia dokładnych odczytów. Nadejdzie czas, w którym postęp technologiczny zapewni nam zwiększoną dokładność pomiarów. Do tego czasu zarówno Hypates, jak i Da Vinci byliby dumni, widząc ich prototypy wybitną ewolucję.

Nauka