Почему ртуть используется в термометрах?

(цифровой термометр, HS-21---кликните сюдаhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

Сегодня,электронные термометрыявляются температурой выбора для большинства людей. Они дешевле и безопаснее ртутных термометров. Но почему в градуснике должна быть дорогая ртуть?

Точно так же, когда температура поднимается или падает, вода в небольшой стеклянной трубке поднимается или опускается. Так каждый герметичный термометрrс жидкостными работами. Однако, если что-то такое богатое и дешевое, как вода, может быть настолько эффективным,почему мы настаиваем на использовании чего-то такого редкого и дорогого, как ртуть?

Причина 1:История

Спустя столетия после изобретения первого термометра люди узнали о термодинамических температурах. Поэтому изначально термометр определял температуру. Однако первый термометр — это не термометр и не калориметр, а дальномер термометра, показывающий только, высокая или низкая температура. Эти устройства не откалиброваны на стандартный диапазон, они могут давать только грубые или расплывчатые оценки.

Первый термометр изобрел Герой в Александрии. Он был инженером-интеллектуалом и считался величайшим экспериментатором древности. Разработанное им устройство состояло из наполненной воздухом трубки, конец которой был погружен в небольшую миску с водой. Когда термометр касается горячей или холодной поверхности, воздух расширяется или сжимается, что приводит к колебаниям границы раздела воздух-вода.

Даже изобретение Галилея следовало тому же принципу. Однако эти изобретения не только не содержат накипи, но и чувствительны к давлению воздуха. Чтобы разработать устройство, реагирующее только на тепло, ученик Галилея Джозеф Дельмедиго изобрел первый герметичный жидкостный встроенный стеклянный термометр. Это первый термометр, потому что он масштабирован. Однако жидкость, которую он запечатал, была не водой, а спиртом.

Причина 2:Коэффициент расширения

При постоянном давлении вещество расширяется при нагревании, потому что тепло увеличивает кинетическую энергию атомов, заставляя их сильно двигаться, тем самым отделяя их друг от друга. Увеличение объема заметно в металлических рельсах, резиновых шинах и других твердых и жидких веществах, таких как вода, спирт, ртуть и галогены. Однако степень расширения каждого вещества меняется с каждым градусом повышения температуры. Эта постоянная вещества называется коэффициентом расширения.

Спирт предпочтительнее воды по той простой причине, что он имеет более высокий коэффициент расширения. Даже небольшое изменение температуры приведет к резкому изменению объема трубки. Однако алкоголь настолько чувствителен, что эти изменения могут привести к почти турбулентной работе спирта в трубке. Поверхность раздела с жидкостью изменится при незначительном изменении температуры. Эта непредсказуемость вызывает беспокойство, потому что, когда термометр вынимают из кастрюли с кипящей водой, показания сразу же меняются на температуру новой среды, неспособной измерить желаемую температуру кипящей воды.

Чтобы избежать этой ненадежности, голландский изобретатель Даниэль Уорренхейт заменил спирт ртутью. Коэффициент расширения ртути выше, чем у воды, а это означает, что объем ртути более явно меняется в зависимости от температуры. Однако он изменяет почти в шесть раз меньше, чем алкоголь. То есть каждый раз, когда температура поднимается, объем спирта увеличивается в шесть раз больше, чем объем ртути.

Это означает, что ртуть поднимается намного медленнее, чем спирт в запаянных стеклянных пробирках, но это также означает, что ртуть падает так же медленно, как если бы термометр вынимали из кастрюли, наполненной кипящей водой. Его показания не будут искажены, что делает термометр очень надежным.

До изобретения термометры были уникальными, и их показания не соответствовали какой-либо стандартной шкале. Однако Уорренхейт предоставил ряд показаний, которые применялись ко всем изготовленным ртутным термометрам и, в конечном итоге, ко всем термометрам. Это преобразование не очень громоздко, потому что почти все ртутные термометры изготовлены самим Уорреном Хайтом. Позже шкала немного изменилась, и теперь термометр называется термометром Фаренгейта.

Причина 3:Примеры лучшего употребления алкоголя

Гиперчувствительность к алкоголю может быть компенсирована его преимуществами. По сравнению с ртутью спирт намного дешевле, менее редок и нетоксичен. Если ртутный термометр поврежден, может потребоваться опечатывание лаборатории на несколько часов, поскольку вдыхание ртути может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. У алкоголя такой угрозы нет.

Что еще более важно, точка замерзания ртути составляет - 40 C, а точка замерзания спирта составляет - 115 C. Это означает, что ртутный термометр не может измерять температуру - 40 C, поэтому он не может часто использоваться в научных лабораториях или в производстве сверхпроводящих технологий.

Но спирт бесцветен, что вынуждает производителей добавлять в спирт искусственные красители, чтобы сделать его видимым. Кроме того, хотя спирт может измерять очень низкие температуры, он не может измерять температуры выше 78,37°С, потому что это точка кипения спирта. По сравнению с температурой кипения ртути в 356,7 градусов по Цельсию, это ничтожно мало.

Хотя редкие, дорогие и токсичные свойства ртути нельзя изменить, мы все же можем преодолеть ее температурный предел. Для дальнейшего повышения точки кипения ртуть обычно герметизируют инертными газами, такими как азот. Инертные газы увеличивают давление на жидкую ртуть, что еще больше повышает ее температуру кипения.

Мы также можем снизить его температуру замерзания, объединив его с таллием. Эти новые ртутно-таллиевые термометры теперь могут измерять температуру - 62 градусов Цельсия. Ртутный термометр считается одним из самых точных доступных термометров, несмотря на его небольшие недостатки.

Настоящее время

Вместо ртутных термометров, которые дают точные, но более неприятные показания, люди теперь используют электронные термометры. Электронные термометры более удобны, быстры и безопасны. Электронные термометры бывают разных стилей, в том числетвердый наконечник, мягкий наконечникиводонепроницаемыйверсий, которые могут удовлетворить потребности различных групп людей.

Ричард

Менеджер по продажам

Ханчжоу Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

WeChat/WhatsApp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com