Tỷ trọng kế là gì: đo độ ngọt nước mía, độ mặn nước ao nuôi

Tỷ trọng kế là một chiếc phao thuỷ tinh có thân dài chia vạch: thả vào chất lỏng càng nặng thì nó càng nổi cao, đọc vạch ngang mặt chất lỏng là biết khối lượng riêng. Vì đường và muối làm nước nặng lên, cùng một chiếc phao ấy cho biết nước mía ngọt bao nhiêu độ Brix hay nước ao, nước ruộng muối mặn tới đâu. Đọc đúng cần hai điều: mắt nhìn ngang mặt chất lỏng và để ý nhiệt độ của mẫu.

Tỷ trọng kế hoạt động theo nguyên lý gì?

Một vật nổi đứng yên khi khối lượng chất lỏng nó chiếm chỗ đúng bằng khối lượng của chính nó. Tỷ trọng kế có khối lượng cố định. Trong chất lỏng nặng, nó chỉ cần chìm một phần nhỏ đã chiếm chỗ đủ khối lượng, nên nổi cao. Trong chất lỏng nhẹ, nó phải chìm sâu hơn mới chiếm chỗ đủ, nên nổi thấp.

Cấu tạo vì thế rất đơn giản:

• Bầu dưới: chứa bi chì hoặc hạt nặng để giữ phao luôn thẳng đứng, không lật.
• Bầu giữa: phình to, chứa không khí, tạo phần lớn sức nổi.
• Thân trên: ống nhỏ dài có thang chia vạch. Ống càng nhỏ thì mỗi thay đổi nhỏ của khối lượng riêng làm phao nhô lên hạ xuống càng rõ, đọc càng chính xác.

Một chi tiết hay làm người mới bối rối: trên thân tỷ trọng kế, con số tăng dần từ trên xuống dưới. Lý do là chất lỏng càng nặng thì phao càng nổi cao, nên mặt chất lỏng cắt thân ở vị trí càng thấp trên thang. Vạch thấp ứng với số lớn.

Độ Brix là gì và nước mía thường bao nhiêu độ?

Độ Brix (ký hiệu °Bx) là số gam đường mía (saccarôzơ) trong 100 gam dung dịch. Nước đường 20 °Bx nghĩa là cứ 100 g có 20 g đường, 80 g nước. Với nước trái cây, nước mía, độ Brix đo được là tổng chất tan, chủ yếu là các loại đường, nên được dùng như thước đo độ ngọt.

Tỷ trọng kế đo Brix được khắc sẵn thang °Bx thay cho khối lượng riêng. Bên trong, nó vẫn đo khối lượng riêng rồi quy đổi theo bảng của nước đường:

Nước mía từ cây đã chín thường đo được khoảng 18–22 °Bx, tuỳ giống, tuỳ đất và mùa. Các nhà máy đường và nông dân trồng mía dùng chỉ số Brix để quyết định thời điểm thu hoạch: mía chín đều thì Brix ở ngọn và ở gốc gần bằng nhau. Người trồng trái cây cũng đo Brix để biết khi nào xoài, dưa, nho đã đủ ngọt.

Khúc xạ kế: người anh em hay dùng hơn ngoài đồng

Ngoài đồng, người ta thường dùng khúc xạ kế cầm tay hơn tỷ trọng kế: chỉ cần nhỏ một hai giọt nước ép lên lăng kính, nhìn vào ống ngắm là đọc được Brix. Tỷ trọng kế cần cả một ống mẫu vài trăm mililít, hợp với việc đo trong xưởng, trong bếp lớn hoặc khi có sẵn nhiều chất lỏng.

Đo độ mặn nước ao nuôi, bể cá ra sao?

Muối hoà tan làm nước nặng lên, nên tỷ trọng kế cũng đo được độ mặn. Độ mặn thường ghi bằng phần nghìn (‰), tức số gam muối trong một kilôgam nước. Nước biển khơi trung bình khoảng 35‰. Nước lợ ở cửa sông, ao nuôi tôm ven biển thấp hơn nhiều và thay đổi theo mùa mưa, mùa khô.

Nhìn bảng sẽ thấy chênh lệch rất nhỏ: từ nước ngọt tới nước biển chỉ khác nhau hơn 2%. Vì vậy tỷ trọng kế đo độ mặn phải có thân rất mảnh, thang chia rất mịn, và người đọc phải cẩn thận. Người nuôi tôm cá nước lợ đo độ mặn thường xuyên, nhất là sau mưa lớn, vì độ mặn tụt đột ngột làm tôm cá yếu đi. Mức độ mặn phù hợp cho từng loài, từng giai đoạn nuôi nên theo hướng dẫn kỹ thuật của cơ sở giống hoặc cán bộ thuỷ sản.

Người nuôi cá cảnh nước mặn ở nhà cũng dùng tỷ trọng kế loại nhựa có kim chỉ, múc nước bể vào là đọc được.

Đồng muối dùng tỷ trọng kế như thế nào?

Ở những vùng làm muối như Cà Mau (vùng muối Bạc Liêu cũ), Khánh Hoà, Quảng Ngãi, người làm muối theo dõi độ đặc của nước chạt, tức nước biển đã phơi bay hơi dần qua các ô ruộng. Thang đo quen dùng ở nghề muối là độ Baumé (°Bé), một thang tỷ trọng khác ra đời ở Pháp từ thế kỷ 18.

Nước biển ban đầu chỉ khoảng 3 °Bé. Phơi qua nhiều ô, nước đặc dần. Khi tới khoảng 25 °Bé, muối ăn bắt đầu kết tinh thành hạt trắng. Người làm muối không để nước đặc mãi: khi nước quá đặc, các muối khác có trong nước biển, như muối magiê, cũng bắt đầu kết tinh theo, làm hạt muối có vị đắng chát. Phần nước còn lại sau khi thu muối, gọi là nước ót, chứa nhiều các muối đắng ấy.

Đọc vạch tỷ trọng kế thế nào cho đúng?

1. Dùng ống đong đủ cao và đủ rộng để phao nổi tự do, không chạm đáy, không dính thành.
2. Thả phao nhẹ tay, xoay nhẹ một vòng để rũ bọt khí bám vào bầu. Bọt khí làm phao nổi cao hơn thật, đọc ra số lớn sai.
3. Chờ phao đứng yên, không còn nhấp nhô.
4. Đặt mắt ngang mặt chất lỏng, đọc vạch ở chỗ mặt phẳng chất lỏng cắt thân phao. Với chất lỏng trong, đó là đáy mặt khum. Nhìn từ trên xuống hay từ dưới lên đều đọc lệch.
5. Đo nhiệt độ mẫu. Phần lớn tỷ trọng kế được hiệu chuẩn ở một nhiệt độ in trên thân, thường là 20 °C. Mẫu nóng hơn thì nhẹ đi, đọc ra số thấp hơn thật; mẫu lạnh hơn thì ngược lại. Các bảng hiệu chỉnh đi kèm cho biết cần cộng hay trừ bao nhiêu.

Nước mía vừa ép có nhiều bọt và bã nhỏ, để lắng vài phút rồi rót phần trong ra ống đo. Tỷ trọng kế thuỷ tinh rất dễ vỡ: rửa xong cất vào hộp riêng, đừng để lăn trên bàn.

Còn những thứ gì quanh nhà đo được bằng tỷ trọng kế?

• Sữa tươi: khối lượng riêng khoảng 1,026–1,034. Sữa bị pha thêm nước sẽ nhẹ đi; tỷ trọng kế loại dành cho sữa từng là dụng cụ kiểm tra quen thuộc ở các trạm thu mua. Chỉ số này không đủ một mình, vì tách bớt kem lại làm sữa nặng lên.
• Nước muối dưa, nước ngâm: người làm dưa cà kỹ tính đo để mẻ nào cũng mặn như nhau.
• Nước siro nấu chè, nấu mứt: đo Brix để biết siro đã đủ đặc, thay cho cách nhỏ giọt vào bát nước lạnh.
• Nước biển, nước lợ khi đi thực tế: học sinh có thể so độ mặn ở cửa sông lúc triều lên và triều xuống.

Không có tỷ trọng kế, có thể tự làm một chiếc phao đơn giản bằng ống hút nhựa: bịt một đầu bằng đất nặn, nhét vài hạt sỏi nhỏ vào cho ống đứng thẳng, đánh dấu mực nước khi thả vào nước lã. Thả vào nước muối, ống nổi cao lên thấy rõ. Đây không phải dụng cụ đo chính xác, nhưng đủ thấy tận mắt nguyên lý.