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Aräometer

[264] Aräometer (Senkwagen), zur Ermittlung des spezifischen Gewichts nach dem archimedischen Prinzip (s.d.) dienende Apparate.

1. Gewichtsaräometer sind diejenigen von Fahrenheit und Nicholson. Das erstere, zur Bestimmung der spezifischen Gewichte flüssiger Körper dienend, ist ein hohler Glaskörper, der einen nach unten und einen nach oben gerichteten Stiel trägt. Am Ende des ersteren befindet sich eine mit Quecksilber oder Schroten gefüllte kugelförmige Erweiterung des Glasstieles. Ihr Zweck ist, den Schwerpunkt des Apparates tief zu legen und das Schwimmen bei aufrechter Stellung zu sichern. Am oberen Ende des nach oben gerichteten Stieles befindet sich ein kleiner Teller zur Aufnahme von Gewichtstücken, während in der Mitte des dünnen zylindrischen Stiels sich eine Marke befindet. Der Apparat habe das Gewicht ag und sinke in Wasser bis zur Marke ein, falls man auf den Teller über dem Wasser bg legt. Findet sich nun beim Einsenken in eine andre Flüssigkeit von unbekanntem spezifischen Gewicht x, daß eine Belastung von cg erforderlich ist, um ein Einsinken bis zur Marke zu bewirken, so ergibt sich das spezifische Gewicht aus der Gleichung x = (a + c) : (a + b). Das Aräometer von Nicholson (Fig. 1) dient zur Ermittlung der spezifischen Gewichte starrer Körper, die in Wasser unlöslich sind. Ein Hohlkörper B aus Messingblech trägt unten ein kleines Sieb C, das gestattet, Körper, die spezifisch schwerer sind als Wasser, über dem Siebe, leichtere unter demselben einzulegen. Das aufrechte Schwimmen wird durch eine unter dem Siebe angehängte massive Messingkugel gesichert. Oben trägt der Apparat wie der vorige über einem dünnen mit Marke 0 versehenen Stiele einen Teller. Der Apparat erfordere beim Einsinken in Wasser bis zur Marke eine Belastung α des Tellers. Legt man auf den Teller einen kleinen Körper (Gewicht kleiner als a) vom spezifischen Gewichte x, und ist dann noch eine weitere Zulage b erforderlich, damit der Apparat wieder in Wasser bis zur Marke einsinke, so stellt die Differenz α – b das wirkliche Gewicht des [264] Körpers dar. Legt man aber den zu untersuchenden Körper auf das Sieb bezw. unter dasselbe und ist dann eine Belastung c des Tellers erforderlich, um in Wasser das Einsinken bis zur Marke zu bewirken, so ist nun c – b der Auftrieb, den der Körper in Wasser erleidet, und daher x = (a – b): (c – b).

2. Das Skalenaräometer dient zur Prüfung der Dichte von Flüssigkeiten. Seine Gestalt zeigt Fig. 2. Quecksilber oder Schrote in der unteren kugeligen Erweiterung der Glasspindel bewirken das aufrechte Schwimmen. Bei feineren Instrumenten bildet das Quecksilber die Kugel eines in den Apparat eingeschmolzenen Thermometers, das gestattet, zugleich die Temperatur der Flüssigkeit zu ermitteln. Je höher das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit, um so weiter ragt die geteilte dünne Glasröhre über das Flüssigkeitsniveau hervor. Man unterscheidet Aräometer für Flüssigkeiten schwerer als Wasser (pro liquoribus aqua gravioribus) und solche pro liquoribus aqua levioribus. Die ersteren tauchen in Wasser bis zum höchsten, die letzteren bis zum tiefsten Teilstrich ein. Die Teilung der Spindel erfolgt nach verschiedenem Prinzip. Bei den sogenannten Densimetern liest man auf der Skala das spezifische Gewicht der zu prüfenden Flüssigkeit ab. Da in jedem Maßsystem, welches das Gewicht der Volumeinheit Wasser als Gewichtseinheit wählt, das Produkt aus dem Volumen ν des untergetauchten Teils des Aräometers und dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit 5 stets gleich dem Gewicht des Aräometers ist, also vs = a, so ist dv = – a : s² ds, d.h. die Zunahme des aus der Flüssigkeit hervorragenden Rohrstückes ist der Abnahme des spezifischen Gewichts nicht einfach proportional, sondern die Teilstriche, die gleichen Unterschieden des spezifischen Gewichts entsprechen, stehen unten, wo s größer ist, näher beisammen als oben. Bei einem zweiten, von Gay-Lussac eingeführten Prinzip der Teilung befinden sich die Teilstriche in gleichen Abständen. Zwischen je zwei Teilstrichen ist der 100. Teil desjenigen Volumens des Aräometers enthalten, das in Wasser vom spezifischen Gewicht 1 untergetaucht ist. Diese Aräometer heißen Volumeter. Der Wasserpunkt der Skala wird mit 100 bezeichnet, und die Zahlen sind von unten nach oben steigend angeschrieben, so daß einem Teilstrich mit der Zahl n ein spezifisches Gewicht der Flüssigkeit s = 100: n entspricht. Keinem wissenschaftlichen Prinzip entsprechen die willkürlichen Teilungen von Beck, Baumé, Cartier, Brix u.a., die leider noch weit verbreitet sind. Da diese Aräometer alle in Grade von gleicher Länge der Skalenabschnitte geteilt sind, wie das Volumeter, so sollten sie durch einfache Reduktionsformeln mit diesem und, gemäß der obigen Gleichung s = 100: n, auch mit dem Densimeter sich vergleichen lassen. Leider aber sind die Skalen, besonders bei den älteren Instrumenten von Baumé und Cartier, sehr verschieden und auf verschiedene Normaltemperaturen (12,5°, 15°, 17,5°) bezogen, so daß die Feststellung der Umrechnungskonstanten unsicher ist. Folgende Reduktionsformeln, die das spezifische Gewicht s und die Angabe n des Volumeters aus den Gradangaben m der betreffenden Instrumente berechnen lassen, sind den Angaben von Violle [1], Landolt [2] u.a. entnommen.

wobei die Teilstriche wie beim Densimeter nicht mehr gleiche Abstände haben könnten. Da sich die Teilung des Twaddleschen Aräometers für die spezifischen Gewichte 1–2 auf sechs verschiedene Instrumente verteilt, so werden immerhin die einzelnen Teilungen annähernd gleichförmig sein. Die für die älteren Baumeschen Aräometer angegebene Konstante 146,3 ist ein in weiten Grenzen unsicherer Mittelwert (nach Gay-Lussac 144,3, nach Berthelot 148,5), die neueren »mit rationeller Skala« haben die Konstante 144,3.

3. Aräometer für besondere Flüssigkeiten sind die Alkoholometer (s.d.), die Milchwagen (Galaktometer), die Zuckerwagen (Saccharimeter), die Salzspindeln, Argentometer, die Mostwagen. Von den letzteren sei erwähnt die Oechslesche [3], die in einer Lösung von Traubenzucker (Weinmost) bei einem Gehalte von 20% bis zum Teilstrich 100, bei 12% bis zum Teilstrich 60 einsinkt, so daß also einem Weinmost vom Gewicht 80 der Zuckergehalt 16% entspricht, und die Mollenkopfsche, welche die spezifischen Gewichte des Weinmostes berechnen läßt, wenn man die Angabe m Grade mit 1000 dividiert und 1 addiert. Die Prozente des Zuckergehalts sind auf der Skala beigeschrieben. Einem Zuckergehalt 16% entsprechen 75–76º Mollenkopf (s = 1,075–1,076), 100° Mollenkopf (s = 1,1) entsprechen 23,8% Zucker.[265]

Literatur: [1] Violle, J., Lehrb. der Physik, deutsche Ausg., Berlin 1893,1, 2, S. 560–572. – [2] Landolt u. Boernstein, Physikal. Tabellen, S. 114; weitere Literatur s. ebend. – [3] Müller-Pfaundler, Lehrb. der Physik, 9. Aufl., Braunschweig 1886, 1, S. 394.

Aug Schmidt.

Fig. 1.

Fig. 2.