Comment construire un hydromètre?

Vous pouvez l'utiliser pour comparer vos mesures avec celles de votre densimètre maison — Si vous avez accès à un densimètre commercial, vous pouvez l'utiliser pour comparer vos mesures avec celles de votre densimètre maison.

Les hydromètres sont des appareils flottants gradués qui mesurent la densité des liquides. Ils sont couramment utilisés dans la fabrication du vin, de la bière et des spiritueux pour surveiller le processus de fermentation, et sont également souvent utilisés dans les projets scolaires. Les hydromètres commerciaux sont des tubes de verre lestés de métal, mais vous pouvez fabriquer un simple hydromètre avec des matériaux achetés dans les épiceries et les quincailleries. Ensuite, vous pouvez l'utiliser pour tester la densité de l'eau avec diverses concentrations de sel ainsi que d'autres liquides.

Partie 1 sur 3: créer votre hydromètre

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Rassemblez votre ampoule, hydromètre, poids et tableau d'étalonnage. L'ampoule peut être un cylindre gradué ou un pot étroit; le poids doit être un morceau d'acier, un autre métal ou de l'argile; l'hydromètre est une paille standard. Vous avez également besoin d'un tableau d'étalonnage de l'hydromètre, qui peut être imprimé à partir de nombreuses sources en ligne, comme ici: http://potteryatoldtoolijooaschool.com/floating_straw_hydrometer.pdf.
- Votre bulbe doit être suffisamment petit pour flotter librement dans votre éprouvette graduée. Les hydromètres standard ont une longueur totale de 20,32 centimètres (8,00 pouces), y compris la tige et le bulbe.
- Les poids en métal peuvent être achetés dans les quincailleries à domicile et doivent être de 4 grammes (0,14 oz) et assez petits pour tenir dans une paille. L'argile peut être achetée dans des magasins d'artisanat ou des fournisseurs en ligne.
- Achetez une éprouvette graduée de 250 millilitres (1,1 c) ou 500 millilitres (2,1 c) (en ligne ou dans un magasin de fournitures de bureau) pour ne pas risquer qu'elle déborde. Pour les bocaux en verre, achetez un type de verre transparent de 16 grammes (473 ml) dans un magasin à grande surface.
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Remplissez le pot étroit ou l'éprouvette graduée avec 100 millilitres (0,42 c) d'eau. Si vous utilisez un cylindre gradué, remplissez-le jusqu'à la ligne 100 millilitres (0,42 c). Si vous utilisez un pot étroit (comme un pot à olives), remplissez-le avec environ ¹ ⁄ ₂ tasse (120 ml) d'eau moins 1 cuillère à soupe (15 ml) et marquez une ligne de référence à l'extérieur du pot avec un marqueur permanent.
- Vous pouvez utiliser de l'eau distillée ou du robinet. Quelle que soit votre utilisation, assurez-vous d'utiliser le même type d'eau provenant de la même source tout au long du projet.
- Lorsque vous lisez le niveau d'eau sur un cylindre gradué ou que vous marquez votre bocal, mesurez toujours à partir du bas de l'arc incurvé du ménisque créé à la surface de l'eau.
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Créez un poids de 4 grammes (0,14 oz) en utilisant du métal, de l'acier ou de l'argile véritable. Les tiges d'acier doivent mesurer environ 20 millimètres (0,79 in) de long et 0,64 cm (0,25 in) d'épaisseur. La feuille de plomb doit être un peu plus épaisse que 1 millimètre (0,039 in) et 15 x 20 millimètres (0,59 x 0,79 in) et enroulée en une forme cylindrique. Les boules d'argile doivent être exemptes de vides ou de trous qui pourraient potentiellement emprisonner de l'air.
- Vous pourrez peut-être trouver des pièces en acier telles que des ébauches de disques en acier ou des rondelles qui correspondent à ces spécifications sans avoir à couper le métal vous-même. Consultez votre quincaillerie locale ou vérifiez en ligne.
- La feuille de plomb étant très fine, vous pouvez généralement la plier avec vos mains ou avec une paire de pinces. Assurez-vous de porter des gants de protection pour éviter toute coupure accidentelle lors du pliage.
- Utilisez une balance en grammes pour mesurer le poids. Ceux-ci peuvent être achetés dans les dépanneurs, les magasins à grande surface et les fournisseurs en ligne.
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Sceller une extrémité de la paille avec votre poids en métal ou en acier si vous n'avez pas d'argile. Si vous utilisez des poids en métal ou en acier, poussez-les dans une extrémité de la paille. Pour les tiges, faites-les glisser. Que vous utilisiez du métal ou de l'acier, scellez-le avec du mastic silicone. Coupez le tube à un angle de 45 degrés et maintenez la pointe (à l'aide d'un pistolet en silicone ou de vos mains) au même angle que le trou de la paille. Tirez doucement sur la gâchette du pistolet ou pressez le tube pour appliquer une noisette de mastic silicone en dessous pour sceller l'ouverture aussi uniformément que possible.
- Testez votre silicone sur un morceau de ferraille pour avoir une idée de l'écoulement du mastic avant de l'appliquer sur votre paille.
- Utilisez le moins de silicone possible pour minimiser le poids.
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Attachez une boule d'argile au bas de la paille si vous n'utilisez pas de métal ou d'acier. Pour les poids en argile, placez la balle sur une surface plane et maintenez la paille verticalement dessus. Appuyez doucement sur la paille dans l'argile jusqu'à ce qu'elle soit fixée. Assurez-vous toujours qu'il n'y a pas de trous dans l'argile qui laisseront de l'eau dans la paille.
- Après avoir fixé l'argile, tenez la paille en l'air verticalement et assurez-vous que la balle ne tombe pas.

Partie 2 sur 3: étalonnage de votre hydromètre

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Faites flotter votre hydromètre dans l'eau côté scellé vers le bas et marquez le niveau d'eau. Une fois que vous placez la paille dans l'eau, le poids doit la tirer vers le bas jusqu'à ce que l'eau dépasse un peu sa moitié. Une fois qu'il flotte à la verticale, utilisez un marqueur permanent imperméable pour tracer une ligne horizontale au niveau de l'eau.
- L'extrémité ouverte de la paille ne doit pas dépasser de plus de 2,50 cm du haut du récipient d'eau. Si elle dépasse plus que cela, ajoutez du poids à la paille pour l'empêcher de flotter trop haut et de se renverser sur le côté.
- Pour plus de poids, vous pouvez coller de l'argile à l'extérieur de la paille à l'extrémité scellée, ou déposer des plombs fendus, de petits clous ou des cailloux à l'intérieur de la paille jusqu'à ce qu'elle flotte au bon niveau.
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Retirez l'hydromètre de l'eau et ajoutez des lignes de mesure. Après avoir retiré la paille de l'eau et l'avoir séchée, elle est calibrée pour de l'eau pure et non salée (soit distillée soit ordinaire). À partir de là, marquez les lignes de mesure sur la paille au-dessus et au-dessous de la ligne d'étalonnage horizontale. Chaque ligne doit être distante d'environ 1 millimètre (0,039 in). Utilisez une règle pour vous aider à garder vos lignes précises.
- Utilisez plusieurs couleurs pour vos lignes, telles que le rouge pour les lignes de zéro et 10 millimètres (0,39 in) et le noir pour les lignes entre elles.
- Si vous ne pouvez pas marquer les lignes à 1 millimètre (0,039 in) l'une de l'autre, veillez à ce qu'elles soient au moins aussi proches que la largeur du point le permet. Prenez note de la distance qui sépare chaque ligne et assurez-vous qu'elles sont toutes à égale distance les unes des autres.
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Alignez votre paille sur l'image de la paille sur le tableau d'étalonnage imprimé. Placez la paille sur le tableau de sorte que le bas de la paille soit sur la ligne du bas. La ligne d'étalonnage sur votre paille doit s'aligner sur la ligne diagonale du graphique marquée 1,0.
- Si la paille ne s'aligne pas correctement avec le graphique, essuyez la paille, fixez un autre poids et créez une autre ligne d'étalonnage. Assurez-vous qu'il n'y a pas d'eau dans la paille pour perturber l'étalonnage.
- Imprimez le tableau d'étalonnage ici: http://potteryatoldtoolijooaschool.com/floating_straw_hydrometer.pdf
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Tracez des marques de couleur sur chacune des autres lignes inclinées sur votre tableau d'étalonnage. La paille croise sept autres lignes sur la carte d'étalonnage, chacune correspondant à 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6 et 1,7. Créez des lignes horizontales sur la paille à chacun de ces points d'intersection à l'aide d'un marqueur permanent de couleur.
- Si vous n'avez pas de tableau d'étalonnage, mesurez la distance entre le bas de votre paille et le repère du niveau d'eau en millimètres. Cette longueur sera appelée «x». À l'aide d'une calculatrice, calculez "x/1,1", qui vous indiquera, en millimètres, où doit aller la marque d'étalonnage 1,1. Utilisez les lignes de mesure que vous avez dessinées sur la paille pour vous aider à guider vos marquages et répétez le calcul "x/nombre" pour chaque marque d'étalonnage.

Vous pouvez également utiliser votre hydromètre pour tester d'autres liquides, tels que l'eau fraîche ou salée réfrigérée, l'alcool isopropylique (à friction) et l'huile de cuisson.

Partie 3 sur 3: tester votre hydromètre

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Ajouter 10 grammes (2,5 cuillères à café) de sel à 50 millilitres (0,21 c) d'eau. Si vous ne pouvez pas mesurer exactement 10 grammes de sel à l'aide d'une balance, utilisez une cuillère à café pour le faire. Remuez l'eau à l'aide d'une paille de rechange pour vous assurer que le sel se dissout complètement, puis continuez à ajouter de l'eau jusqu'à ce qu'elle atteigne 100 millilitres (0,42 c). La solution est maintenant à 10 pour cent de sel.
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Mettez l'hydromètre dans l'eau diluée et enregistrez le niveau d'eau. Observez où le niveau d'eau rencontre la paille. Enregistrez la mesure de la ligne qui s'aligne avec la surface de l'eau.
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Retirez l'hydromètre et ajoutez plus de sel pour augmenter la densité de la solution. Ajoutez la même quantité de sel à chaque fois, en répétant les étapes ci-dessus et en notant le niveau auquel l'hydromètre flotte maintenant. Vos lectures devraient augmenter à mesure que vous ajoutez plus de sel.
- L'ajout de 10 grammes (0,35 oz) de sel à la fois est standard.
- Si vous souhaitez diluer votre solution et diminuer sa densité, ajoutez plus d'eau.
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Mesurer la densité d'autres substances. Testez d'autres liquides dans votre hydromètre et voyez à quel point ils sont denses. La plupart des bières se situent entre 1 030 et 1 0700, tandis que les glaçures de poterie mesurent entre 1,3 et 1,5.
- Nettoyez toujours votre récipient après l'avoir rempli avec des substances autres que l'eau pour éliminer tout résidu.
- Les hydromètres mesurent la densité. Étant donné que la gravité spécifique est sans dimension, il n'y a pas d'unité de mesure.

Conseils

Vous pouvez également utiliser votre hydromètre pour tester d'autres liquides, tels que l'eau fraîche ou salée réfrigérée, l'alcool isopropylique (à friction) et l'huile de cuisson. Pour les liquides qui peuvent être nocifs, vous devriez avoir la surveillance d'un adulte.
Si vous avez accès à un densimètre commercial, vous pouvez l'utiliser pour comparer vos mesures avec celles de votre densimètre maison. Les hydromètres commerciaux mesurent généralement la gravité spécifique des liquides dans lesquels ils sont placés, c'est-à-dire leur densité par rapport à celle de l'eau.
Une substance avec une gravité spécifique inférieure à 1 est moins dense que l'eau pure, tandis qu'une substance avec une gravité spécifique supérieure à 1 est plus dense que l'eau pure.

Vous avez également besoin d'un tableau d'étalonnage de l'hydromètre, qui peut être imprimé à partir de nombreuses sources en ligne, comme ici: http://potteryatoldtoolijooaschool.com/floating_straw_hydrometer.pdf.

Mises en garde

Ne pas confondre un hydromètre avec un hygromètre, qui est un instrument utilisé pour mesurer l'humidité relative.

Choses dont vous aurez besoin

Paille
Ballast (petits clous, BB, grenaille d'acier, cailloux ou grenaille fendue)
Eau du robinet ou distillée
Bocal en verre étroit (comme un bocal à olives) ou éprouvette graduée
Marqueur permanent (pointe fine)
Règle
Pâte à modeler
Le sel
Journal d'enregistrement
Escalader
Tasse à mesurer
Cuillère doseuse

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