Правила использования сахарометра и виномера. Что такое ареометр для электролита и как он работает

В повседневной жизни приходится встречаться с тем, что требуется проверить плотность какого-нибудь вещества, например, спирта, кислоты, молока. Для этого применяют ареометр, им также проверяют плотности электролита. Если хозяин автотранспортного средства рассчитывает, что аккумулятор будет работать как можно дольше , ему надлежит проверять, какая плотность у электролита. Для чего нужен ареометр - прибор, позволяющий замерять уровень закисленности раствора в ячеях батареи.

Что такое ареометр

Ареометр - это стеклянный поплавок, расширяющийся вниз и наполненный увесистой массой - балластом, работающий согласно закону Архимеда.

Применяют кое-какие виды ареометров для замера кислотности и температуры тосола. Устройство заключает в себя:

Виды ареометров

Ареометр бывает нескольких видов, для практического использования на ареометр наносят шкалу в соответсвии с разведенным веществом, например:

Как правильно пользоваться ареометром

От плотности и концентрации электролита зависит работоспособность аккумулятора автомашины и важно проверять и регулировать этот параметр своевременно.

Аккумулятор автомобиля это источник тока с гальваническими реакциями. Электролитом служит раствор кислот и щелочей определенной плотности. Нормативные показатели колеблются от 1,22 до 1,29 грамма/см3 при температуре от 20 до 30 °С.

Уменьшение плотности на 0,01 грамма/см3 говорят о разрядке аккумулятора на 5-6 %. При зарядке она поднимается до нормы. При многочисленных перезарядках плотность жидкости изменяется и необходима ее корректировка. Ее производят, доливая дистиллированную воду или кислоту с промежуточными измерениями.

Плотность - это масса серной кислоты, перемешанной с водой по отношению к целому объему раствора, то есть уровень закисленности смеси. По закону гидростатики при погружении тела в жидкость его вес равен массе вытесняемого объема жидкости. По этому принципу действует ареометр, он с аккуратностью устанавливает кислотность смеси в граммах/см куб.

Замерить плотность жидкости в аккумуляторной батарее несложно, но это требует опрятности и внимания.

Пошаговое руководство по измерению плотности электролита в аккумуляторной батарее

Измерять плотность электролита аккумулятора можно, если со времени его зарядки миновало около 6 часов. Необходимо вывернуть все заглушки аккумуляторных ячеек.
Взять прибор и спустить вертикально в ячейку аккумулятора. Прибор выглядит, как стеклянная колба, в которой имеется поплавок – ареометр со шкалой, а на окончании прибора резиновая груша для отбора электролита. Набираем некоторое количество кислоты, чтобы ареометр плавал без затруднений. Смотрим на шкалу, снимаем показания. У электролита с большой плотностью поплавок плавает выше. Единица замера плотности – килограмм на кубический дециметр, литр.
Смотрим показания . Плотность должна быть около 1,24 килограмма на литр. Различие замеров в остальных аккумуляторных ячейках составляет 0,03 килограмма на литр. При низкой плотности требуется подзарядить аккумулятор.
При нормальных показаниях завинчиваем заглушки. Необходимо применять оригинальные заглушки с прокладками.
Если показания прибора не в норме, меняем аккумулятор.

Техника безопасности

При работе с электролитом необходимо придерживаться критериев безопасности. Следует облачиться в защитных перчатки, очки, одежду и обувь. Необходимо не допускать попадания электролита на раскрытые части тела и в глаза. Все действия необходимо проводить в тепле, в вентилируемом помещении, так как выделяется токсичный газ.

При попадании кислоты в глаза или на кожу необходимо в изобилии промыть водой. Если тяжёлый ожог, то нужно выпить максимум теплой воды, принять анальгин. После этого надо быстро направиться в лечебное учреждение. Если кислота угодит на одежду, то её необходимо выкинуть. При работе с антифризом нужно тоже соблюдать меры безопасности. Пробку радиатора открывают только лишь после совершенного охлаждения жидкости для предупреждения ее выброса и получения ожогов.

После использования ареометр промывают в проточной воде. При соблюдении этого условия прибор проработает не один десяток лет.

Как работает ареометр

Как известно, плотность - это соотношение массы вещества к занимаемому объему . Определить плотность неизвестной можно с помощью ареометра.

Ареометр постоянной массы

Этот прибор представляет собой запаянную трубку, заполненную жидкостью (например ртутью) или сыпучим веществом веществом. Массу вещества можно узнать с помощью весов. На трубке нанесем шкалу, по которой можно определить какой объем трубки погружен в жидкости. Рассмотрим систему сил, действующих на ареометр погруженный в жидкостью, сила тяжести уравновешивается силой Архимеда.

Составим уравнение уравновешивающих сил:

Mg = ρgV

где m - масса ареометра
g - ускорение свободного падения
V - объем ареометра, погруженный в воду
ρ - плотность жидкости

Преобразовав уравнение получим:

ρ = m/V

Масса прибора известна, объем можно определить по нанесенной шкале.

Проведя , на ареометр можно нанести шкалу, по которой сразу можно будет определить плотность жидкости, без дополнительных вычислений.

Конструкция ареометра

Прибор может быть выполнен в виде пипетки с грушей, с помощью которой можно набрать измеряемую жидкость в полость прибора. В полости установлен сам анемометр - запаянная трубка, с нанесенной шкалой.

Форма ареометра и требования к конструкции определены в ГОСТ 18481-81 "Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие технические условия".

Шкала ареометра

Существуют ареометры, предназначенные для измерения плотности нескольких типовых жидкостей, например автомобильный ареометр позволяет измерять плотность:

антифриза
омывателя
электролита

Для каждого типа жидкости нанесена отдельная шкала.

Ареометр постоянного объёма

В предыдущем примере масса прибора была постоянной, а объем изменялся. В ареометре постоянного объема погружаемая масса постоянна, прибор должен полностью утопиться, или на него нанесена риска, до которой должен погружаться ареометр. Масса прибора может изменяться, например в него можно досыпать дробь.

Схема сил, действующих на ареометр постоянного объема будет такой же, как и в предыдущем примере. Только в данном случае переменной величиной будет масса прибора, по которой можно судить о плотности жидкости.

Торсионный трубчатый датчик для измерения плотности

Работа данного прибора основана на тех же принципах, что и работа ареометра. Но если показания ареометра фиксируются визуально, то показания торсионного трубчатого датчика легко преобразовать в электрический сигнал.

Торсионный трубчатый датчик состоит из погружаемого тела, соединенного с трубкой - торсионом, на котором установлены тензодатчики выдающие электрический сигнал.

Погружаемое тело выталкивается жидкостью вверх и скручивает торсион. Величина кручения измеряется с помощью тензодатчика и преобразуется в электрический сигнал, который во вторичном преобразователе переводится в значение плотности жидкости.

Применение ареометров

Величина плотности может говорить о некоторых свойствах жидкостей ареометры используют для измерения:

содержания соли в растворе - солимер
концентрации сахара в растворе - сахоромер
жирности молока - лактометр
содержания алкоголя в напитке - спиртомер
плотности электролита в аккумуляторе - автомобильный ареометр
плотности неизвестных жидкостей

Ареометр - это важный инструмент домашнего пивовара, который позволяет измерять плотность, отслеживать брожение и определять, когда пиво “остановится”. Но, для новичка, этотинструмент может показаться сложным в применение, и даже многие бывалые пивовары узнают, что они неправильно считывали его показания в течение многих лет.

Давайте в этой статье взглянем на значение ареометров и на способы получения наиболее точных показаний в вашей варки.

Что такое удельная плотность

Прежде чем углубиться в правильное использование ареометра, важно понимать, что прибор служит для измерения удельной плотности.

Удельная плотность - это измеренная плотность жидкости при определенной температуре и давлении. В случае домашнего пивоварения, мы измеряем количество растворенного сахара в сусле или пиве в сравнение с водой. Чистая вода имеет удельную плотность 1.000, и когда сахар растворяется в растворе, это приводит к ее увеличению.

Пивовары определяют показания плотности перед задачей дрожжей, чтобы получить так называемые показания начальной плотности. Для зерновых пивоваров имеет значение определение начальной плотности в день варки, которая позволяет отслеживать, насколько близко параметры рецепта соответствуют полученному суслу. Пиво, сидры и медовухи могут иметь плотность от 1.100и выше, причем большинство классических стилей пива в диапазоне 1.030-1.070.

После того, как стала заметна остановка брожения в пиве, что предполагает завершение всей деятельности дрожжей, тогда обычно отбирается проба на плотность . На следующий день еще одна проба будет отобрано и если они одинаковы, то можно вполне предположить, что брожение уже завершено. Сравнение начальной и конечной плотности позволит пивовару определить степень сбраживания , которая поможет узнать содержание алкоголя в напитке.

При обсуждении удельной плотности, пивовары, как правило, называют 1.030 как “десять-тридцать”. Плотность может также выражаться и в других единицах измерения, таких как Плато и Баллинг.

Как пользоваться ареометром

Ареометр является одним из инструментов, используемых для измерения удельной плотности (рефрактометр и сахарометр также могут быть использованы). Проще говоря, ареометр плавает в жидкости и на какой шкале ареометра поверхность жидкости соприкоснется таким удельная плотность и будет .

Показания плотности, как правило, определяются прежде, чем зададутся дрожжи в сусло и после того, как видимые признаки брожения прекратятся. Обычно не рекомендуется отбирать больше проб, чем это требуется, потому что каждый раз, когда ферментер открывается, чтобы вытащить пробу, вы подвергаете пиво опасности заражения. Чтобы отобрать пробу используйте пипетку, сифон или спринцовку и проявляйте особое внимание к санитарии.

Поместите образец сусла в цилиндр, достаточно большой, чтобы позволить ареометру свободно плавать, не задевая дно или стенки контейнера. Поместите ареометр в образец и дайте ему успокоится. Когда ареометр окончательно остановится вы сможете увидеть его показания. Иногда ареометр может придерживаться стенками вашего цилиндра, так что убедитесь, что он свободно плавает, прежде чем принимать показания.

После того, как вы закончите, не возвращайте образец в ферментер, так как это может привести к заражению. Вместо этого попробуйте образец для того, чтобы получить представление о том, чего ожидать от конечного продукта.

Как считывать показания ареометра

Чтение ареометра также просто, как определить где поверхность жидкости пересекает поверхность ареометра — верно? Но на самом деле немного сложнее. Если просто взять показания вашего ареометра, где пересекается жидкость, тогда ваши показания будут слишком высокими.

Вместо этого, вы хотите взять значение из нижней части, что называется мениском. Мениск представляет собой искривление в жидкости, и, как правило, происходит в небольших сосудах.

Посмотрите внимательно, где находится нижняя точка мениска и считывайте показания с этого уровня. Вы заметите, что это может быть на несколько уровней ниже, чем если бы вы считывали от верхней точки жидкости. См. изображение слева для наглядного объяснения.

Корректировка и калибровки ареометра

Очень важно понимать, что ареометры откалиброваны для использования в жидкости при определенной температуре. Старые ареометры обычно калибруются при 15-15,5 °С, а более новые могут доходить до 20 °С. С ареометром должна прилагаться инструкциях по его калибровке . Чем сильнее температура вашего измеряемого образца будет отличаться от калибровочной температуры, тем менее точными будут реальные показатели вашего ареометра. Что бы скорректировать эти показания воспользуйтесь калькулятором показаний ареометра .

Вы можете проверить калибровку ареометра, так как неточные показания для них не редкость . Для этого берут образец дистиллированной воды при температуре калибровки ареометра . Если показание ареометра составляют 1.000, тогда прибор откалиброван правильно. Если показания ниже, вы можете воспользоваться лезвием, чтобы сбрить часть стекла от ареометра, пока он не достигнет 1.000. Возможно, вам придется замазать сбритую часть лаком для ногтей, если ареометр всплывет слишком высоко. Добавьте лак для ногтей или скотч к верхней части ареометра, пока он не покажет 1.000.

Длительность срока службы обслуживаемого автомобильного аккумулятора зависит от разных факторов. Однако, при правильном уходе за ним удается существенно продлить этот период. Важным фактором в такой ситуации является обеспечение оптимального значения плотности для электролита. При этом потребуется знать, как пользоваться ареометром для аккумулятора.

Благодаря специальному прибору – ареометру, удается осуществлять замеры степени закисленности раствора для каждой ячейки в АКБ. Фактически под плотностью понимается отношение массы перемешанной кислоты с дистиллятом к общему объему получившегося раствора.

Обычная проверка плотности электролита в аккумуляторе ареометром базируется на классическом физическом законе Архимеда, когда тело, погруженное в жидкость, вытесняет из сосуда объем жидкости, эквивалентный собственному объему. Благодаря законам гидростатики удается вычислить с высокой степенью точности значение кислотности в конкретной жидкости. Обычно параметр указывается в г/см 3 , и определено до сотых долей .

Визуально ареометр для электролита представляет собой прозрачную стеклянную широкую колбу, внутри которой располагается измерительная шкала. Для забора в верхней части прибора установлена резиновая груша. Работать с таким химическим агрегатом достаточно просто.

Составными элементами в большинстве конструкций являются такие части, как:

резиновая груша;
блок ареометра;
стеклянная пипетка, внутри которой размещен прибор;
герметичная пробка;
заборная часть.

Некоторые типы ареометров являются универсальными. С их помощью можно дополнительно определять температуру жидкости.

Методика использования прибора

Перед тем как проверить плотность аккумулятора ареометром, необходимо ознакомиться с работой аппарата, чтобы не получить химические ожоги и добиться правильных результатов. Обычно для замеров осуществляют предварительный забор жидкости из банок АКБ.

Важно знать, что каждая банка автомобильного аккумулятора является независимым контейнером для жидкостей, поэтому замеры потребуется проводить обязательно для каждой емкости отдельно.

При откачивании жидкости для тестирования требуется соблюдать меры безопасности. Обязательными являются резиновые перчатки, стойкие к кислоте и защитные очки. Уберечь одежду помогает фартук из прорезиненного материала или специальный защитный халат. Для отбора необходимого объема используем стеклянную трубку, так как этот материал является химически нейтральным к кислотам.

Пошаговый алгоритм, при котором проводится измерение плотности ареометром, состоит из следующих пунктов:

опускаем один конец стеклянной трубки в горловину открытой банки АКБ;
часть жидкости проникнет внутрь трубки, и уровень ее выровняется с оставшейся в емкости;
верхнее отверстие плотно закрываем подушечкой пальца, и медленно вынимаем трубку;
опускаем конец стеклянной трубочки в колбу, приготовленную для измерений, и открываем после этого верхнюю часть трубки, чтобы жидкость вытекла в сосуд;
так как работает ареометр правильно лишь в определенном объеме жидкости, то повторяем процедуру многократно до тех пор, пока не наберется нужное количество для измерения;
внутрь колбы помещаем ареометр и дожидаемся его выравнивания, так как нам необходима цифра, на которую указывает линия поверхности жидкости;
после стабилизации будет известна искомая плотность жидкости.

После замера возвращаем жидкость обратно в банку аналогичным способом, как делался ее забор. Осуществляем операции с каждой емкостью из АКБ, чтобы получить полные сведения о состоянии аккумулятора.

При работе с ареометром необходимо сжать грушу, а затем погрузить пипетку в жидкость таким образом, чтобы она там плавала как поплавок в вертикальной позиции. После сжатия резину постепенно ослабляют для плавно заполнения емкости. Измерения будут точными, когда исключается соприкосновение поплавка со стенками сосуда. Если имеется его залипание, то полученные показания окажутся недостоверными .

По завершении работы промываем прибор дистиллированной водой. Это поможет продлить срок его службы и избавиться от погрешности в измерениях.

Важные факторы

У автомобильного аккумулятора проблемы сведутся к минимуму, когда его плотность при 25 С будет составлять 1,28 г/мл. Данный параметр характерен для всех новых АКБ, выходящих с завода. Когда в одной из банок обнаружилась меньшая плотность, то это свидетельство вероятного короткого замыкания, произошедшего из-за касания свинцовых пластин между собой.

При выявлении в одной из банок низкой плотности, стоит понимать, что вероятные причины кроются в таких событиях, как:

у АКБ случился глубокий разряд, и она не сможет выполнять дальнейшие операции в обычном режиме;
внутри полостей произошла стадия сульфатации, что стало проблемой для дальнейших химических реакций;
длительный период батарея работала без дополнительной подзарядки от генератора, который мог выйти из строя;
произошел физический износ АКБ, что не позволяет в дальнейшем использовать ее по назначению;
низкое качество раствора и остальных комплектующих обусловлено недобросовестным производителем или использование контрафактной продукции.

В том случае, когда удастся довести плотность до оптимального значения, получится обеспечить батарее работоспособность.