비중계

Hydrometer
Hygmeter와 혼동하지 마십시오.
비중계의 개략도. 유체의 밀도가 낮을수록 가중 부유 B는 더 깊이 가라앉는다. 깊이는 A 눈금에서 판독한다.

비중계는 부력의 개념을 바탕으로 액체의 상대적 밀도를 측정하는 데 사용되는 기구다. 그것들은 일반적으로 특정한 중력과 같은 하나 이상의 척도로 교정되고 졸업된다.

비중계는 보통 부력을 위해 바닥 부분이 넓은 밀폐된 중공 유리관, 안정성을 위해 납이나 수은과 같은 밸러스트, 그리고 측정을 위한 눈금이 있는 좁은 줄기로 구성된다. 시험할 액체는 키 큰 용기, 곧잘 기울어진 실린더에 붓고, 하이드로미터는 자유롭게 떠다닐 때까지 부드럽게 액체로 내려간다. 액체 표면이 비중계의 줄기에 닿는 지점은 상대 밀도와 상관관계가 있다. 수력계는 밀도에 상관되는 특성에 해당하는 스템을 따라 임의의 수의 눈금을 포함할 수 있다.

수분 측정기는 우유 밀도(크림도) 측정을 위한 젖 측정기, 액체 내 당밀도 측정을 위한 당도계, 알코올 도수계 등 다양한 용도로 교정된다.

이 비중계는 아르키메데스의 원리를 이용한다: 유체에 매달린 고체는 부유된 고체의 물에 잠긴 부분에 의해 이동된 유체의 무게와 같은 힘에 의해 부력된다. 유체의 밀도가 낮을수록 주어진 중량의 비중계가 더 깊이 가라앉고, 스템은 수치 판독을 할 수 있도록 보정된다.

역사

실용물리학에서의 비중계

이 비중계는 아마도 그리스 철학자 아르키메데스(기원전 3세기)가 다양한 액체의 밀도를 찾기 위해 그 원리를 사용했을 것이다.[1][2] 하이드로미터에 대한 초기 설명은 라틴어 시에서 따온 것인데, 그는 서기 2세기에 히에로 2세의 왕관의 금 함량을 결정하기 위해 아르키메데스가 사용한 유체 변위법에 하이드로미터의 사용을 비교한 것이다.[3]

그리스의 중요한 여성 수학자인 알렉산드리아의 히파티아(AD4~5세기)는 전통적으로 비중계와 관련된 최초의 인물이다.[3] 시레네의 시네시우스는 편지에서 스승인 히파티아에게 그에게 수력계를 만들어 달라고 부탁한다.

문제가 된 악기는 원통형 관으로 피리 모양과 크기가 거의 같다. 그것은 수직선 안에 노치를 가지고 있고, 그것을 통해 우리는 물의 무게를 시험할 수 있다. 원뿔은 가장자리의 한 부분에 뚜껑을 형성하며 튜브에 밀착되어 있다. 원뿔과 관은 하나의 받침대만을 가지고 있다. 이것을 바릴륨이라고 한다. 튜브를 물에 넣을 때마다 똑바로 세워져 있다. 그러면 너는 네가 마음 편히 노치를 셀 수 있고, 이렇게 해서 물의 무게를 확인할 수 있다.[4]

아랍 과학사 백과사전에 따르면, 11세기에는 아부 레이한 알 바루니에 의해 사용되었고 12세기에는 알 카지니가 기술하였다.[5] 그것은 1612년 갈릴레오와 그의 친구들에 의해 재발견되었고, 특히 악카데미아 델 시멘토에서 실험에 사용되었다.[6] 그것은 다시 로버트 보일의 1675년 일에(그 이름에를 만들어 낸"비중계")[3]종류 앙투안 보메(는 보메 비중계), 윌리엄 니컬슨에 의해 고안되고, 장치의 벤자민 Sikes의 발견으로 이것들은 액체의 알코올 함유량 b. 수 있는 자크 알렉상드르 세사르 찰스는 늦은 18일에 century,[7]더 많거나 더 적은 동 시대에 나타났다eaut전적인 각오로 시크교도 장치의 사용은 1818년 영국 법에 의해 의무적으로 만들어졌다.[8]

범위

등유, 가솔린, 알코올 등 저밀도 액체는 수심이 더 깊고, 브라인, 우유, 산 등 고밀도 액체는 수심이 덜 든다. 수력계는 줄기의 상단 부근에 (물의 경우) 1.000 표시가 되어 있는 것이 보통이고, 가벼운 액체와 함께 사용하는 것은 하단 부근에 1.000 표시가 되어 있는 것이 보통이다. 많은 산업에서 발생할 수 있는 특정 중력 범위를 포함하는 계기를 갖기 위해 수력계 집합(1.0–0.95, 0.95–.)을 사용한다.

저울

NASA의 한 직원이 소금 증발 연못의 브라인 밀도를 측정하기 위해 비중계를 사용한다.

현대의 수력계는 보통 특정한 중력을 측정하지만, 특정 산업에서는 다른 척도가 사용되었다(그리고 때로는 여전히 사용되고 있다). 예를 들면 다음과 같다.

전문수력측정기

전문 수력계는 종종 그들의 사용을 위해 이름 지어진다: 예를 들어, 젖산계는 유제품과 함께 특히 사용하도록 설계된 수력계다. 그것들은 때때로 이 특정한 이름으로 언급되기도 하고, 때로는 수력계라고도 불린다.

알코올 측정기

알코올 측정기는 알코올과 물의 혼합물인 액체의 알코올 강도를 나타내는 비중계다. 또한 증거와 트랄레스수분계(Johann Georg Trales 이후, 그러나 일반적으로 트레일 및 트랄레로 잘못 표기됨)로도 알려져 있다. 그것은 유체의 밀도를 측정한다. 설탕이나 다른 용해 물질이 존재하지 않는 경우, 물에 함유된 에탄올 용액의 특정한 중력은 알코올 농도와 직접적으로 상관될 수 있다. 설탕과 물의 혼합물을 측정하기 위한 당밀도계는 물보다 더 큰 밀도를 측정한다. 많은 사람들은 미리 계산된 특정한 중력에 기초하여 "잠재적 알코올"의 부피 퍼센트로 표시된 척도를 가지고 있다. 이 척도에서 더 높은 "잠재성 알코올" 수치는 용해당 또는 탄수화물 기반 물질의 도입에 의해 야기되는 것으로 가정되는 더 큰 특정한 중력에 의해 발생한다. 발효 전후에 판독을 하고, 발효 전 판독에서 발효 후 판독치를 빼서 대략적인 알코올 함량을 결정한다.[10]

젖산계

젖 측정기는 소젖의 순도를 확인하는 데 사용된다. 우유는 물보다 무겁거나 가벼운 다양한 물질을 함유하고 있기 때문에 우유의 비중은 우유 성분의 결정적인 지표를 주지 않는다. 전체 성분을 결정하기 위해서는 지방 함량에 대한 추가 테스트가 필요하다. 그 악기는 백 부분으로 나누어져 있다. 우유를 붓고 크림이 형성될 때까지 서 있게 한 다음 크림의 깊이가 우유의 질을 결정한다. 우유 샘플이 순수하면 유량계가 뜨고, 간질되거나 불순하면 유량계가 가라앉는다.[citation needed]

사카로미터

이 부분은 비중계에 관한 것이다. 광학 기기는 천칭계를 참조하십시오.
20세기 사카로미터.

천자계는 토마스 톰슨이 발명한 용액 내 당분의 양을 결정하는 데 사용되는 비중계다.[11] 주로 와인메이커와 양조업자가 사용하며,[12] 소르벳과 아이스크림 제조에도 사용할 수 있다.[13] 최초의 양조업자의 사카로미터는 (증류를 염두에 두고) 벤자민 마틴에 의해 건설되었고, 처음에는 1770년 제임스 배버스톡 스르에 의해 양조하는데 사용되었다.[14] 헨리 스레일은 그것의 용도를 채택했고 그것은 1784년 존 리처드슨에 의해 대중화되었다.[15]

그것은 보정된 표시와 함께 위에서 솟아오르는 얇은 줄기를 가진 큰 무게의 유리 전구로 구성되어 있다. 당도는 액체의 표면이 저울과 교차하는 값을 읽음으로써 결정할 수 있다. 설탕 함량이 높을수록 용액의 밀도가 높아져 전구가 높이 뜬다.

열수압계

열수압계(heatohydrometer)는 온도계가 플로트 섹션에 둘러싸여 있는 비중계다. 연료유와 같은 석유제품의 밀도를 측정하기 위해, 시료는 밀도가 온도에 따라 달라지기 때문에 보통 온도계가 뒤에 있는 온도 재킷으로 가열된다. 가벼운 오일은 일반적으로 15 °C에서 냉각 재킷에 넣는다. 휘발성 성분이 많은 매우 가벼운 오일은 유동 피스톤 샘플링 장치를 사용하여 가변 용기에서 측정하여 광원 손실을 최소화한다.[16]

배터리 비중계

납산 배터리의 충전 상태는 전해질로 사용되는 황산 용액의 밀도로 추정할 수 있다. 60 °F(16 °C)에서 물에 대한 특정 중력을 판독하도록 보정된 비중계는 자동차 배터리 서비스를 위한 표준 도구다. 표는 판독값을 표준 온도로 보정하는 데 사용된다. 전해질이 용도에 적합한 강도를 갖도록 하기 위해 습전지 니켈-카드뮴 배터리의 유지 보수에도 수력계가 사용된다. 이 배터리 화학에서 전해액의 비중은 배터리의 충전 상태와 관련이 없다.

온도계(열수계)가 있는 배터리 비중계는 온도에서 보정된 비중과 전해액 온도를 측정한다.

부동액 테스터

또 다른 자동차용 하이드로미터는 엔진 냉각에 사용되는 부동액의 품질을 시험하고 있다. 동결 방지의 정도는 부동액의 농도(그래서 농도)와 관련될 수 있다. 부동액의 종류는 측정된 밀도와 동결 지점 사이에 서로 다른 관계를 가진다.

산도계

산도계(산도계)는 산의 특수중력을 측정하는 데 사용되는 비중계다.[17]

바코미터

바코미터는 태닝 가죽에 사용되는 태닝 리큐어의 강도를 시험하기 위해 보정된다.[18]

살리노미터

살린미터는 해양 증기 보일러에 공급되는 물의 염분 함량을 측정하는 데 사용되는 비중계다.

우리노미터

소변계는 소변 검사를 위해 설계된 의료용 비중계다. 소변의 특정한 중력은 물에 대한 용액(와스트)의 비율에 의해 결정되기 때문에, 소변측정기는 환자의 전반적인 수화 수준을 신속하게 평가할 수 있게 해준다.

갤러리

  • 정체에 알코올 도량기.

  • 젖산계

  • 배터리 충전량 측정을 위한 배터리 상태 표시기(~1985)

  • 부동액 테스터는 엔진 냉각수의 동결점을 측정한다.

토양 분석에 사용

비중계 분석은 미세한 토질, 실트, 클라이가 등급으로 매겨지는 과정이다. 체 분석 시 입자 크기가 너무 작을 경우 비중계 분석을 수행한다. 이 시험의 근거는 점성액에서 떨어지는 구에 대한 스토크의 법칙이며, 단자속도는 곡물 직경과 중단되는 곡물 및 유체의 밀도에 따라 달라진다. 따라서 곡물 지름은 낙하의 거리와 시간에 대한 지식으로 계산할 수 있다. 또한 비중계는 서스펜션의 비중(또는 밀도)을 결정하며, 이를 통해 특정 등가 입자 직경의 입자 비율을 계산할 수 있다.[19]

참고 항목


참조

  1. ^ 이언 스펜서 혼지, 맥주와 양조의 역사 · 왕립화학회 · 2003, 429페이지
  2. ^ Jeanne Bendick, Archimedes and the Door of Science, LLC · 2011, 63-64페이지
  3. ^ a b c Bensaude-Vincent, Bernadette (2002). Holmes, Frederic L.; Levere, Trevor H. (eds.). Instruments and Experimentation in the History of Chemistry. Massachusetts Institute of Technology Press. p. 153.
  4. ^ FitzGerald, Augustine (1926). The Letters of Synesius of Cyrene. Oxford University Press. p. Letter 15.
  5. ^ Mariam Rozhanskaya & I. S. Levinova (1996). "Statics". In Rushdī Rāshid & Régis Morelon (eds.). Encyclopedia of the History of Arabic Science, Volume 2. Routledge. pp. 614–642 [ 639 ]. ISBN 978-0-415-12411-9. Retrieved 2019-03-26.
  6. ^ "Museo Galileo".
  7. ^ Claude-Joseph Blondel (2003). "Un enfant illustre de Beaugency : le physicien et aéronaute Jacques Charles (1746-1823)". Les Publications de l'Académie d'Orléans, Agriculture, Sciences, Belles-lettres et Arts. Académie d'Orléans (4): 37.
  8. ^ 데니슨 1955, 페이지 132
  9. ^ "Degrees of Baum'e". chestofbooks.com.
  10. ^ Rabin, Dan; Forget, Carl (1998). The dictionary of beer and brewing. London: Fitzroy Dearborn. ISBN 9781579580780. Retrieved 2009-10-11.
  11. ^ 앨런의 사카로미터에 대한 설명: 의회법에 의해 ..., 토마스 톰슨.
  12. ^ Sambrook, Pamela (January 1996). Country house brewing in England ... ISBN 9781852851279. Retrieved 2009-10-11.
  13. ^ Hanneman, Leonard J. (1993). Patisserie. ISBN 9780750604307. Retrieved 2009-10-11.
  14. ^ Mathias, Peter (1959). The Brewing Industry in England... Retrieved 2012-03-16.
  15. ^ Bud, Robert; Warner, Deborah Jean; Chaplin, Simon; Johnston, Stephen; Peterson, Betsy Bahr (1998). Instruments of science: an ... ISBN 9780815315612. Retrieved 2009-10-11.
  16. ^ Béla G. Lipták; Kriszta Venczel, eds. (2017). Instrument and automation engineers' handbook: measurement and safety (Fifth ed.). United States: Taylor & Francis Group, CRC Press. p. 1314. ISBN 978-1-4987-2764-8.
  17. ^ "Acidometer". The Free Dictionary. Farlex. 2003. Retrieved 18 September 2010.
  18. ^ 찰스 토머스 데이비스
  19. ^ 파흐리 A. 아사드, 필립 엘머 라모로, 트래비스 H. 휴즈(edd.), Springer Science & Business Media, 2004 ISBN 3540408827, 페이지 299의 지질학자 및 수력학자를 위한 현장 방법

원천