TỶ TRỌNG KẾ LÀ GÌ? NGUỒN GỐC CỦA TỶ TRỌNG KẾ ? CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA TỶ TRỌNG KẾ

Tỷ trọng kế là một dụng cụ thí nghiệm được sử dụng phổ biến trong phòng thí nghiệm với những ứng dụng quan trọng. Vậy chính xác thì nó được định nghĩa như thế nào, có cấu tạo ra sao, hoạt động cũng như được ứng dụng vào lĩnh vực gì?

Tỷ Trọng Kế Là Gì?

Đây là dụng cụ thí nghiệm có thể nói nó rất quan trọng và không thể thiếu trong các phòng thí nghiệm, các công ty hay ở những nhà máy sản xuất nước uống có cồn,…Chúng được hiệu chuẩn và chia độ với một hoặc nhiều thang đo giống trọng lượng riêng.

Nguồn Gốc Của Tỷ Trọng Kế

Vào cuối thế kỉ IV đầu thế kỉ V, Hypatia là một nhà triết học người Hy Lạp đã sáng chế ra chiếc tỷ trọng kế (hay còn được gọi là thủy lực) đầu tiên.

Nó này có dạng hình ống trụ, gần giống một cây sáo và kích thước cũng tương tự như vậy. Nó được thiết kế có thêm các rãnh ở đường vuông góc dọc thân ống, nhờ đó chúng ta có thể dễ dàng kiểm tra trọng lượng của nước. Một nắp có hình nón được gắn chặt với ống. Khi người thực hiện đặt ống vào trong nước, ống sẽ chìm ngay xuống một khoảng. Số rãnh đã chìm trong nước chính là trọng lượng của nước.

Thang Đo Tỷ Trọng Kế

Được phân ra thành 5 loại:

API trọng lực:
Thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp dầu khí

Thang đo Baume:
Được dùng trong công nghiệp hóa chất và y dược

Cân Brix:
Hầu hết được sử dụng trong nước ép trái cây, sản xuất rượu vang và trong công nghiệp đường

Quy mô Plato:
Được dùng để sản xuất bia

Thang đo Twaddell:
Sử dụng trong các ngành công nghiệp tẩy, nhuộm

Cấu Tạo Cơ

Thủy trọng kế gồm có một ống thủy tinh rỗng kín, phần đáy hơi phình ra, phần trong có chứa chì hoặc thủy ngân để được sự ổn định và làm cho nó chìm trong chất lỏng.

Một Số Loại Tỷ Trọng Kế Phổ Biến Hiện Nay

Có rất nhiều loại tỷ trọng kế với nhiều mẫu mã, kích thước đa dạng. Trong đó có một số loại tỷ trọng kế được phổ biến rộng rãi hiện nay điển hình như:

Máy đo độ cồn: là một tỷ trọng kế có tác dụng cho biết độ cồn của chất lỏng, mà nói chính xác hơn chất lỏng ở đây là rượu và nước. Máy đo độ cồn có thang đo sẽ được đánh dấu bằng số phần trăm thể tích của “rượu”, dựa vào trọng lượng đã được tính toán trước

Nhiệt kế: là một loại tỷ trọng kế có một nhiệt kế được đặt trong phần nổi chủ yếu dùng để đo mật độ của sản phẩm dầu mỏ, ví dụ như dầu nhiên liệu.

Sữa kế: là loại tỷ trọng kế được sử dụng để kiểm tra độ tinh khiết của sữa bò. Nếu là sữa bò nguyên chất thì sữa kế sẽ nổi lên. Ngược lại, nếu nó không đủ vệ sinh hoặc bị tạp nhiễm thì sữa kế sẽ chìm xuống

Máy đo đường: là tỷ trọng kế có tác dụng nhận biết độ đường trong dung dịch. Nó được sử dụng chủ yếu trong các nhà máy sản xuất rượu van và kem. Chúng ta xác định được mức đường bằng cách đọc giá trị trong đó bề mặt của chất lỏng vượt qua thang đo. Độ đường càng cao, dung dịch sẽ càng đặc, bóng đèn sẽ nổi càng cao. Tỷ lệ trọng này được phát minh bởi nhà hóa học Thomas Thomson.

Tỷ trọng kế pin: có tác dụng xác định chính xác mật độ của chất dung dịch Axit Sunfuric được dùng để làm chất điện phân. Loại tỷ trọng kế này có nhiệt kế đo trọng lượng riêng và nhiệt độ điện phân sẽ được bù nhiệt độ

Tỷ trọng kế trong ô tô: Loại tỷ trọng kế này có tác dụng giúp kiểm tra chất lượng của dung dịch chống đông làm mát trong động cơ của ô tô. Mức độ bảo vệ có liên quan tới mật độ của dung dịch chống đông. Những loại chất chống đông khác nhau có quan hệ giữa mật độ đo và điểm đóng băng khác nhau.

Máy đo độ ẩm (hay còn gọi là axit kế): Là một loại tỷ trọng kế với chức năng đo trọng lượng riêng của axit.

Máy đo độ mặn: là tỷ trọng kế có tác dụng giúp đo lượng muối có trong biển cung cấp vào nồi hơi

Máy đo nước tiểu: là một loại tỷ trọng kế y tế dùng để phân tích. Trọng lượng riêng của nước tiểu được xác định bởi tỷ lệ hòa tan (chất thải) cùng với nước. Loại tỷ trọng kế này giúp đánh giá mức độ Hydrat hóa của người bệnh.

Nguyên Tắc Hoạt Động Cơ Bản

Hoạt động dựa vào nguyên lý lực đẩy Acsimet

Một vật rắn khi ở trong chất lỏng sẽ nổi được nhờ vào một lực đẩy bằng với phần chất lỏng bị chiếm chỗ bởi phần chìm của vật rắn

Lực đẩy này có cùng phương và ngược hướng so với trọng lực

 

Nếu mật độ chất lỏng càng thấp thì tỷ trọng kế của trọng lượng đã được cho trước sẽ càng giảm. Ngược lại, nếu mật độ chất lỏng càng cao thì tỷ trọng kế của trọng lượng cho trước sẽ càng tăng. Vật sẽ nổi được khi trọng lượng riêng của nó bé hơn trọng lượng riêng của nước.

Khi ở trong xăng, dầu hỏa, rượu, tỷ trọng kế sẽ chìm sâu hơn. Và khi ở trong nước muối, sữa, axit, tỷ trọng kế sẽ nổi nhiều hơn.

Hướng Dẫn Sử Dụng

Cho chất lỏng từ từ vào thùng chứa cao, tốt nhất là nên chọn bình chia độ. Phải đặt bình này trên một mặt phẳng nhẵn, không cho rung chuyển

Để tỷ trọng kế một cách nhẹ nhàng vào bên trong chất lỏng. Đến khi nào tỷ trọng đã giữ thăng bằng, ngừng xê dịch bên trong chất lỏng đó

Vị trí mà bề mặt chất lỏng tiếp xúc với thân của tỷ trọng kế sẽ tương quan đến mật độ tương đối hay chính là kết quả cần đo. Tùy thuộc vào tính tương quan với mật độ của chất lỏng đó mà tỷ trọng kế sẽ đạt bất kì giá trị nào.

Ứng Dụng

Tỷ trọng kế thường được sử dụng khá rộng rãi trong ngành sản xuất những chất lỏng thương mại như: nước ngọt, rượu van, cồn,…với công dụng giúp đo nồng độ cồn.

Là dụng cụ quan trọng không thể thiếu trong phòng thí nghiệm giúp người thực hiện xác định dễ dàng, nhanh chóng, chính xác khối lượng của chất lỏng cần đo.

Giúp đo lường độ tinh khiết của sữa bò. Nếu sữa càng nguyên chất, đảm bảo chất lượng thì nó sẽ càng nổi lên.

Dùng để đo Axit Sunfuric, dầu mỏ

Lưu Ý Khi Bảo Quản

Cần phải bảo quản ở những nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp

Các bình chứa chất lỏng cần đo phải bảo đảm đủ chiều cao. Khi đo phải giữ chúng cố định, không để xê dịch

Khi cho chất lỏng và tỷ trọng kế vào bình cần phải thật nhẹ nhàng và cẩn thận. Chờ cho đến khi tỷ trọng kế trong bình không còn chuyển động nữa mới đọc kết quả.

Những Loại Được Sử Dụng Nhiều Nhất Hiện Nay

Tỷ trọng kế đo độ mặn

Đây là loại được sử dụng nhiều nhất hiện nay bởi nó có tác dụng đa dạng. Chuyên dùng để đo khối lượng nước ở các hồ cá, tôm hoặc nước tưới cây,…

Dụng cụ này có thang đo độ mặn: 0 – 40 ppt (phần ngàn). Thêm một điều đặc biệt, loại tỷ trọng này có giá thành rẻ, không quá 100.000đ, lại dễ dàng sử dụng, vận hành.

Tỷ trọng kế trong ô tô

Loại này giúp kiểm tra chất lượng của chất chống đông được dùng để làm mát động cơ trong xe. Cấu tạo của thiết bị đơn giản, dễ dàng sử dụng.

Nó còn được thợ kỹ thuật chuyên nghiệp ô tô lựa chọn và tin dùng. Nó giúp xác định nồng độ chất nhanh, dễ dàng và chính xác. Nhờ nó mà người dùng tiết kiệm được rất nhiều thời gian thay vì phải “cân đo đong đếm”