De ce se folosește mercurul în termometre?

(termometru digital, HS-21---click aicihttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

Astăzi,termometre electronicesunt temperatura aleasă de majoritatea oamenilor. Sunt mai ieftine și mai sigure decât termometrele cu mercur. Dar de ce trebuie să fie mercur scump în termometru?

În mod similar, atunci când temperatura crește sau scade, apa dintr-un tub mic de sticlă crește sau scade. Așa se face fiecare termometru sigilatrcu lucrări lichide. Cu toate acestea, dacă ceva atât de bogat și ieftin ca apa poate fi atât de eficient,de ce insistăm să folosim ceva atât de rar și de scump ca mercurul?

Motivul 1:Istorie

La secole după inventarea primului termometru, oamenii au învățat despre temperaturile termodinamice. Prin urmare, inițial termometrul a definit temperatura. Cu toate acestea, primul termometru nu este un termometru sau un calorimetru, ci un termometru, care indică doar dacă temperatura este ridicată sau scăzută. Aceste dispozitive nu sunt calibrate la un interval standard, pot face doar evaluări brute sau vagi.

Primul termometru a fost inventat de Hero în Alexandria. A fost un inginer intelectual și considerat a fi cel mai mare experimentator din antichitate. Dispozitivul pe care l-a proiectat a constat dintr-un tub umplut cu aer al cărui capăt era scufundat într-un vas mic cu apă. Când termometrul atinge suprafața fierbinte sau rece, aerul se va extinde sau se va micșora, ducând la fluctuația interfeței aer-apă.

Chiar și invenția lui Galileo a urmat același principiu. Cu toate acestea, aceste invenții nu sunt doar lipsite de calcar, ci și sensibile la presiunea aerului. Pentru a proiecta un dispozitiv care să răspundă doar la căldură, studentul lui Galileo, Joseph Delmedigo, a inventat primul termometru din sticlă încorporat cu lichid sigilat. Acesta este primul termometru deoarece a fost scalat. Cu toate acestea, lichidul pe care l-a sigilat nu era apă, ci alcool.

Motivul 2:Coeficientul de dilatare

La presiune constantă, materia se dilată sub încălzire, deoarece căldura crește energia cinetică a atomilor, determinându-i să se miște violent, separându-i astfel unul de celălalt. Creșterea volumului este evidentă în șinele metalice, anvelopele din cauciuc și alte solide și lichide, cum ar fi apa, alcoolul, mercurul și halogenul. Cu toate acestea, gradul de expansiune al fiecărei substanțe variază cu fiecare grad de creștere a temperaturii. Această constantă a materiei se numește coeficient de dilatare.

Alcoolul este de preferat apei din simplul motiv ca are un coeficient de dilatare mai mare. Chiar și o mică schimbare a temperaturii va duce la o schimbare drastică a volumului tubului. Cu toate acestea, alcoolul este atât de susceptibil încât aceste modificări pot duce la performanțe aproape turbulente ale alcoolului în tub. Interfața lichidă se va schimba odată cu modificarea ușoară a temperaturii. Această imprevizibilitate este îngrijorătoare, deoarece atunci când termometrul este scos dintr-o oală cu apă clocotită, citirile se modifică imediat la temperatura noului mediu, neputând măsura temperatura dorită a apei clocotite.

Pentru a evita această neîncredere, inventatorul olandez Daniel Warrenheit a înlocuit alcoolul cu mercur. Coeficientul de dilatare al mercurului este mai mare decât cel al apei, ceea ce înseamnă că volumul de mercur variază mai evident cu temperatura. Cu toate acestea, se schimbă de aproape șase ori mai puțin decât alcoolul. Adică, de fiecare dată când temperatura crește, volumul de alcool crește de șase ori mai mare decât cel al mercurului.

Aceasta înseamnă că mercurul crește mult mai lent decât alcoolul în tuburile de sticlă sigilate, dar înseamnă și că mercurul scade la fel de încet ca atunci când termometrul este scos dintr-o oală plină cu apă clocotită. Citirile sale vor fi efectiv netulburate, făcând termometrul foarte fiabil.

Înainte de invenție, termometrele erau unice și citirile lor nu erau conforme cu nicio scală standardizată. Cu toate acestea, Warrenheit a oferit o serie de citiri care au fost aplicate tuturor termometrelor cu mercur fabricate și, eventual, tuturor termometrelor. Această transformare nu este foarte greoaie, deoarece aproape toate termometrele cu mercur sunt fabricate chiar de Warren Height. Mai târziu, scara s-a schimbat ușor, iar acum termometrul se numește termometru Fahrenheit.

Motivul 3:Exemple de utilizare mai bună a alcoolului

Hipersensibilitatea la alcool poate fi compensată de avantajele sale. În comparație cu mercurul, alcoolul este mult mai ieftin, mai puțin rar și non-toxic. Dacă termometrul cu mercur este deteriorat, este posibil ca laboratorul să fie sigilat timp de câteva ore, deoarece inhalarea mercurului poate cauza probleme grave de sănătate. Alcoolul nu are o astfel de amenințare.

Mai important, punctul de îngheț al mercurului este de - 40 C, iar punctul de îngheț al alcoolului este de - 115 C. Aceasta înseamnă că termometrul cu mercur nu poate măsura temperatura de - 40 C, deci nu poate fi folosit adesea în laboratoarele științifice sau în industria de producție a tehnologiei supraconductoare.

Dar alcoolul este incolor, ceea ce obligă producătorii să adauge coloranți artificiali la alcool pentru a-l face vizibil. În plus, deși alcoolul poate măsura temperaturi foarte scăzute, nu poate măsura temperaturi peste 78,37 C, deoarece acesta este punctul de fierbere al alcoolului. În comparație cu punctul de fierbere al mercurului la 356,7 grade Celsius, acesta este jalnic de scăzut.

Deși proprietățile rare, scumpe și toxice ale mercurului nu pot fi modificate, putem totuși depăși limita de temperatură. Pentru a-și spori și mai mult punctul de fierbere, mercurul este de obicei sigilat cu gaze inerte, cum ar fi azotul. Gazele inerte măresc presiunea asupra mercurului lichid, ceea ce îi mărește și mai mult punctul de fierbere.

De asemenea, îi putem reduce punctul de îngheț combinându-l cu taliu. Aceste noi termometre cu mercur-taliu sunt acum capabile să măsoare temperaturi de - 62 grade Celsius. Termometrul cu mercur este considerat unul dintre cele mai precise termometre disponibile, în ciuda micilor sale defecte.

In zilele de azi

În loc de termometrele cu mercur, care oferă citiri precise, dar mai supărătoare, oamenii folosesc acum termometre electronice. Termometrele electronice sunt mai convenabile, mai rapide și mai sigure. Termometrele electronice vin într-o varietate de stiluri, inclusivvârful tare, vârf moaleșiimpermeabilversiuni, care pot satisface nevoile diferitelor grupuri de oameni.

Richard

Director de vânzări

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com