Gli areometri sono densimetri per la misura della densità dei liquidi o dei solidi.
Essi sono di molteplici tipi e per svariati usi, come la determinazione della densità del latte o la concentrazione del saccarosio o di alcol presenti in una soluzione. Ma fondamentalmente si dividono in areometri a peso costante e areometri a volume costante.
Il primo areometro a peso costante si attribuisce a Beaumé; mentre quello a volume costante a Nicholson, del quale una versione nota è l’areometro di Fahrenheit.

Gli areometri sono densimetri per la misura della densità dei liquidi e dei solidi.
Essi sono di molteplici tipi ed per svariati usi, come la determinazione della densità del latte o la concentrazione del saccarosio o di alcol presenti in una soluzione.
Ma fondamentalmente si dividono in areometri a peso costante e areometri a volume costante.
Il primo areometro a peso costante si attribuisce a Beaumé; mentre quello a volume costante a Nicholson, del quale una versione nota è l’areometro di Fahrenheit.

Areometro di Nicholson. Immagine da http://studenti.messedaglia.it/index.php/strumenti/meccanica/areometro-di-nicolson

Immagine da Elementary Treatise on Physics Experimental and Applied translated from Ganot's Éléments De Physique by E. Atkinsons, W. Wood & Co., New York, 1910.

Immagine da Istruzione N° 28 Paravia.

Immagine da Istruzione N° 28 Paravia.

Areometro di Nicholson

Mentre il metodo della bilancia idrostatica [https://lab2go.roma1.infn.it/doku.php?id=fisica:strumenti:bilancia_idrostatica] non si presta agevolmente per i corpi più leggeri dell'acqua, l’areometro di Nicholson va bene in ogni caso, sempre per corpi che non si sciolgano o non reagiscano, anche molto lentamente, con l'acqua. È un areometro a volume costante (e a peso variabile).
Vedere la foto e le figure.
Esso funziona come se fosse una bilancia.
Questo areometro è stato ideato dal medico e fisico inglese W. Nicholson (1753-1815).
Esso è fatto da un cilindro cavo di metallo (a volte di latta) a cui è appeso in basso un contenitore. Questo serve sia per il procedimento di misura, come si dirà in seguito, sia per zavorrare l’apparato in modo tale che il suo centro di gravità si trovi al di sotto del centro di pressione, condizione necessaria affinché l’equilibrio sia stabile. Nella parte superiore vi è un’asta che porta un piatto. Sull’asta vi è un’incisione (punto di affioramento) che serve a indicare l’uguaglianza della parte immersa.
Materiale occorrente.
Areometro di Nicholson . Una pesiera con le frazioni di grammo . Il corpo di cui misurare il peso specifico. Cilindro in vetro di dimensioni adeguate allo strumento da immergere. Acqua distillata, quanto basta per riempire quasi il cilindro. Un pennello di setola tenero, a gambo lungo.
Procedimento. Si versa l'acqua distillata nel cilindro per circa 3/4 del volume; il cilindro sarà stato ben pulito in precedenza; si immerge l'areometro tenendolo con due dita per gli estremi dell'asticina fissata al gambo in alto: se il cestello inferiore, che funziona anche da zavorra e l'asticina superiore sono ben messi, lo strumento si dispone verticalmente con una parte del galleggiante (parte conica superiore) fuori dell'acqua.
Naturalmente il corpo dell'areometro è cosparso di bollicine o straterelli d'aria aderenti, i quali devono essere eliminati; l'operazione si fa bene col pennello, col quale si passa tutta la parte sommersa; si eviti di bagnare la parte emersa, e se qualche gocciolina fosse aderente al gambo, al piattello, la si asciughi con una punta di carta assorbente.
Durante tutte queste operazioni l'areometro deve esser tenuto per l'asticina, mai per il piattello o per il gambo.
Preparato l’apparecchio, si porta all'affioramento mettendo nel piattello (sopra) pesi numerati finché il punto di affioramento (segnato con una tacca sul gambo) è esattamente a pelo dell'acqua; ci si accerta del punto esatto traguardando sulla superfice libera: la tacca deve essere alla base del menisco che si forma attorno al gambo (vedere la terza figura). Per questa operazione si usino pesi numerati piccoli disponendoli sul piattello attorno al gambo, in modo da conservare la posizione verticale dell'areometro e si tenga sempre questo tra pollice e indice della mano sinistra durante il lavoro di movimento dei pesi.
Si colloca poi il corpo sul piattello; l’areometro tende ad affondare.
Si tolgono pesi numerati fino a nuovo affioramento: i pesi tolti, che si ricollocano in astuccio via via, danno il peso P del corpo.
Ottenuto il peso del corpo si procede a pesare il volume equivalente in acqua a 4 °C; il rapporto fra i loro pesi dà il peso specifico dell’oggetto.
Per fare questo si solleva l’areometro fuori dall’acqua e si pone il corpo nel cestello, lo si immerge di nuovo e si nota che, pur se la massa totale non è cambiata, l’apparato galleggia di più, poiché sul corpo immerso agisce la forza di Archimede. Allora si mettono tanti pesi sul piattello per riequilibrare lo strumento affinché il punto di affioramento sia di nuovo esattamente a pelo dell’acqua. Detti pesi corrispondono alla forza di Archimede dovuta al volume del peso immerso, cioè al peso del suo volume come se fosse fatto di acqua. Se il corpo in esame è meno denso dell’acqua tende a galleggiare; in questo caso, per svolgere la misura, bisogna porre sul contenitore sottostante una reticella che ne impedisca il galleggiamento e il procedimento di misura resta lo stesso.
Se il corpo da esaminare fosse solubile in acqua bisognerebbe dapprima scegliere un altro liquido in cui il corpo non sia solubile; poi si dovrebbe misurare il peso specifico di questo liquido rispetto a quello dell’acqua distillata con un apposito areometro; e infine con l’areometro di Nicholson si otterrebbe la misura indiretta del peso specifico del corpo rispetto all’acqua distillata.
In ogni caso per ottenere un risultato corretto bisognerebbe, come si è detto, usare acqua distillata a 4 °C, altrimenti sarebbe necessario operare la correzione di temperatura utilizzando le tabelle della densità dell’acqua. Si tenga conto però che l’errore sistematico introdotto dalla temperatura dell’acqua e minore degli errori casuali di misura.

Bibliografia: Istruzione N° 28 Paravia ; Adolphe Ganot, versione di Gemello Gorini, Trattato Elementare di Fisica Sperimentale ed Applicata …, F. Pagnoni Edit., Milano, 1861.