Чому в термометрах використовується ртуть?

(цифровий термометр, HS-21---натисніть тутhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

сьогодні,електронні термометриє температурою вибору для більшості людей. Вони дешевші та безпечніші за ртутні термометри. Але чому в градуснику має бути дорога ртуть?

Так само, коли температура підвищується або падає, вода в маленькій скляній трубці піднімається або опускається. Так виглядає кожен запечатаний термометрrз рідиною працює. Однак якщо щось таке багате й дешеве, як вода, може бути таким ефективним,чому ми наполягаємо на використанні чогось такого рідкісного і дорогого, як ртуть?

Причина 1:історія

Через століття після винаходу першого термометра люди дізналися про термодинамічні температури. Тому спочатку термометр визначав температуру. Однак перший термометр — це не термометр і не калориметр, а лічильник термометра, який показує лише те, висока чи низька температура. Ці пристрої не відкалібровані відповідно до стандартного діапазону, вони можуть робити лише приблизні або нечіткі оцінки.

Перший термометр винайшов Герой в Олександрії. Він був інженером-інтелектуалом і вважався найбільшим експериментатором стародавніх часів. Пристрій, який він сконструював, складався з заповненої повітрям трубки, кінець якої був занурений у невелику чашу з водою. Коли термометр торкається гарячої чи холодної поверхні, повітря розширюється або стискається, що призводить до коливань межі повітря та води.

Навіть винахід Галілея мав такий же принцип. Однак ці винаходи не тільки без накипу, але й чутливі до тиску повітря. Щоб розробити пристрій, який реагує лише на тепло, учень Галілея Джозеф Дельмедіго винайшов перший герметичний скляний термометр для рідини. Це перший термометр, тому що він був масштабований. Однак рідина, яку він запечатав, була не водою, а спиртом.

Причина 2:Коефіцієнт розширення

При постійному тиску речовина розширюється під час нагрівання, тому що тепло збільшує кінетичну енергію атомів, змушуючи їх активно рухатися, відокремлюючи їх один від одного. Збільшення обсягу помітно в металевих рейках, гумових шинах та інших твердих речовинах і рідинах, таких як вода, спирт, ртуть і галоген. Однак ступінь розширення кожної речовини змінюється з кожним градусом підвищення температури. Ця константа речовини називається коефіцієнтом розширення.

Спирт віддають перевагу воді з тієї простої причини, що він має вищий коефіцієнт розширення. Навіть невелика зміна температури призведе до різкої зміни об’єму трубки. Однак алкоголь настільки сприйнятливий, що ці зміни можуть призвести до майже бурхливої ​​дії алкоголю в трубці. Поверхня рідини зміниться при незначній зміні температури. Ця непередбачуваність викликає занепокоєння, тому що коли термометр виймають із каструлі з киплячою водою, показання негайно змінюються на температуру нового середовища, не в змозі виміряти бажану температуру киплячої води.

Щоб уникнути цієї ненадійності, голландський винахідник Даніель Варренгейт замінив алкоголь ртуттю. Коефіцієнт розширення ртуті вищий, ніж у води, а це означає, що об’єм ртуті більш явно змінюється з температурою. Однак він змінюється майже в шість разів менше, ніж алкоголь. Тобто щоразу, коли температура підвищується, об’єм алкоголю зростає в шість разів більше, ніж ртуті.

Це означає, що рівень ртуті піднімається набагато повільніше, ніж спирт у герметичних скляних трубках, але це також означає, що рівень ртуті опускається так само повільно, як і коли термометр виймають із каструлі, наповненої киплячою водою. Його покази будуть фактично без змін, що робить термометр дуже надійним.

До винаходу термометри були унікальними, і їх показання не відповідали жодній стандартизованій шкалі. Проте Warrenheit надав ряд показань, які були застосовані до всіх виготовлених ртутних термометрів і, зрештою, до всіх термометрів. Це перетворення не дуже громіздке, тому що майже всі ртутні термометри виготовлені самим Уорреном Хайтом. Пізніше шкала трохи змінилася, і тепер термометр називають градусником Фаренгейта.

Причина 3:Приклади кращого вживання алкоголю

Гіперчутливість до алкоголю можна компенсувати його перевагами. У порівнянні з ртуттю спирт набагато дешевший, менш рідкісний і нетоксичний. Якщо ртутний градусник пошкоджено, лабораторію, можливо, доведеться закрити на кілька годин, оскільки вдихання ртуті може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям. Алкоголь такої загрози не несе.

Що ще важливіше, температура замерзання ртуті становить - 40 C, а температура замерзання алкоголю – - 115 C. Це означає, що ртутний термометр не може виміряти температуру - 40 C, тому не можна часто використовувати в наукових лабораторіях або промисловості виробництва надпровідних технологій.

Але спирт безбарвний, що змушує виробників додавати в спирт штучні барвники, щоб зробити його видимим. Крім того, хоча спирт може вимірювати дуже низькі температури, він не може вимірювати температуру вище 78,37 C, оскільки це температура кипіння алкоголю. У порівнянні з температурою кипіння ртуті при 356,7 градусах Цельсія, це жалюгідно низько.

Незважаючи на те, що рідкісні, дорогі та токсичні властивості ртуті неможливо змінити, ми все одно можемо подолати межу її температури. Для подальшого підвищення температури кипіння ртуть зазвичай герметизують інертними газами, такими як азот. Інертні гази збільшують тиск на рідку ртуть, що ще більше підвищує температуру її кипіння.

Ми також можемо знизити його точку замерзання, поєднавши його з талієм. Ці нові ртутно-талієві термометри тепер можуть вимірювати температуру - 62 градусів Цельсія. Ртутний градусник вважається одним з найточніших доступних термометрів, незважаючи на невеликі недоліки.

У наш час

Замість ртутних термометрів, які дають точні, але більш складні показники, люди тепер використовують електронні термометри. Електронні термометри більш зручні, швидкі та безпечні. Електронні термометри бувають різних стилів, в тому числіжорсткий кінчик, м'яким наконечникоміводонепроникнийверсії, які можуть задовольнити потреби різних груп людей.

Річард

Менеджер з продажу

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com