Flu3-1 - Aréomètre de Nicholson

(aréomètre : du grec araios, peu dense et métron, mesure)

Fonction

Mesurer la densité relative d’un solide (non soluble dans l’eau). La densité relative est le rapport du poids d’un certain volume du solide au poids du même volume d’eau. Cet aéromètre fait partie de la catégorie des aéromètres à volume immergé constant et à poids variable.

Description et fonctionnement

L’appareil comprend un petit plateau P relié par une tige T à un flotteur F. Sur la tige T est gravé un trait d’affleurement. L’appareil est lesté par du plomb contenu dans un cône C accroché au flotteur.

Dans les trois opérations suivantes, on amène le trait d’affleurement en coïncidence avec la surface libre de l’eau à l’aide de masses marquées posées sur le plateau P :

  • Dans la première opération, on pose uniquement des masses marquées sur P : soit m1 la somme de ces masses
  • Dans la deuxième opération, on pose un morceau de solide dont on veut mesurer la densité sur le plateau P et on complète avec des masses marquées : soit m2 la somme de ces masses ; on en déduit la masse m du solide m = m1 – m2. Cela suppose que le morceau n’ait pas été choisi trop gras (m ≤ m1).
  • Dans la troisième opération, le morceau de solide est immergé et posé sous le flotteur, sur le cône C (veiller à ce que des bulles d’air ne restent pas adhérentes au solide). Il faut alors placer m3 sur le plateau. Du fait de la poussée d’Archimède supplémentaire exercée sur le solide immergé : m3 > m2 et la différence me = m3 – m2 mesure cette poussée égale au poids d’un volume d’eau égal au volume du solide. On en déduit alors la densité relative d :

Histoire

Les aéromètres ressemblent aux « baryllions ou hydroscopes anciens » ; leur invention remonterait à Archimède selon les uns, à Hypatie d’Alexandrie selon les autres.

Nicholson William (1753-1815), chimiste et physicien anglais, quitta une carrière commerciale pour se livrer à l’étude des sciences et ouvrit une école à Londres en 1775. Il fut auteur des plans de travaux hydrauliques de Middlesex. Il inventa l’aéromètre qui porte son nom. Il découvrit avec Carliste, dès 1800, l’électrolyse de l’eau. Ruiné par ses recherches, il fit de la prison pour dettes.