Kāpēc dzīvsudrabu izmanto termometros?

(digitālais termometrs, HS-21---noklikšķiniet šeithttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

Šodienelektroniskie termometrivairumam cilvēku ir izvēlēta temperatūra. Tie ir lētāki un drošāki nekā dzīvsudraba termometri. Bet kāpēc termometrā ir jābūt dārgam dzīvsudrabam?

Līdzīgi, kad temperatūra paaugstinās vai pazeminās, ūdens nelielā stikla mēģenē paceļas vai nokrīt. Šādi ir katrs noslēgts termometrsrar šķidriem darbiem. Tomēr, ja kaut kas tik bagāts un lēts kā ūdens var būt tik efektīvs,kāpēc mēs uzstājam, ka jāizmanto kaut kas tik reta un dārga kā dzīvsudrabs?

1. iemesls:Vēsture

Gadsimtiem pēc pirmā termometra izgudrošanas cilvēki uzzināja par termodinamiskajām temperatūrām. Tāpēc sākotnēji termometrs noteica temperatūru. Taču pirmais termometrs ir nevis termometrs vai kalorimetrs, bet gan termometra mērītājs, norādot tikai to, vai temperatūra ir augsta vai zema. Šīs ierīces nav kalibrētas standarta diapazonā, tās var veikt tikai aptuvenus vai neskaidrus novērtējumus.

Pirmo termometru izgudroja Hero Aleksandrijā. Viņš bija intelektuāls inženieris un tika uzskatīts par lielāko eksperimentētāju senatnē. Viņa izstrādātā ierīce sastāvēja no ar gaisu piepildītas caurules, kuras gals bija iegremdēts nelielā ūdens bļodā. Kad termometrs pieskaras karstai vai aukstai virsmai, gaiss izplešas vai saruks, kā rezultātā gaisa un ūdens saskarne svārstīsies.

Pat Galileo izgudrojums sekoja tam pašam principam. Tomēr šie izgudrojumi ir ne tikai bez katlakmens, bet arī jutīgi pret gaisa spiedienu. Lai izstrādātu ierīci, kas reaģē tikai uz karstumu, Galileo students Džozefs Delmedigo izgudroja pirmo slēgtā šķidruma iebūvēto stikla termometru. Šis ir pirmais termometrs, jo tam ir mērogs. Taču šķidrums, ko viņš aizzīmogoja, nebija ūdens, bet gan alkohols.

2. iemesls:Izplešanās koeficients

Pie pastāvīga spiediena viela karsējot izplešas, jo siltums palielina atomu kinētisko enerģiju, izraisot to vardarbīgu kustību, tādējādi atdalot tos vienu no otra. Tilpuma palielināšanās ir acīmredzama metāla sliedēs, gumijas riepās un citās cietās un šķidrumos, piemēram, ūdenī, spirtā, dzīvsudrabā un halogēnās. Tomēr katras vielas izplešanās pakāpe mainās atkarībā no temperatūras pieauguma pakāpes. Šo matērijas konstanti sauc par izplešanās koeficientu.

Alkoholam ir priekšroka, nevis ūdenim tā vienkāršā iemesla dēļ, ka tam ir augstāks izplešanās koeficients. Pat nelielas temperatūras izmaiņas radīs krasas caurules tilpuma izmaiņas. Tomēr alkohols ir tik jutīgs, ka šīs izmaiņas var izraisīt gandrīz nemierīgu alkohola darbību caurulē. Šķidruma saskarne mainīsies, nedaudz mainoties temperatūrai. Šī neprognozējamība ir satraucoša, jo, izņemot termometru no katla ar verdošu ūdeni, rādījumi uzreiz mainās uz jaunās vides temperatūru, nespējot izmērīt vēlamo verdošā ūdens temperatūru.

Lai izvairītos no šīs neuzticamības, holandiešu izgudrotājs Daniels Vorenheits aizstāja alkoholu ar dzīvsudrabu. Dzīvsudraba izplešanās koeficients ir augstāks nekā ūdens izplešanās koeficients, kas nozīmē, ka dzīvsudraba tilpums vairāk mainās atkarībā no temperatūras. Tomēr tas mainās gandrīz sešas reizes mazāk nekā alkohols. Proti, katru reizi, kad paaugstinās temperatūra, spirta tilpums palielinās sešas reizes vairāk nekā dzīvsudraba tilpums.

Tas nozīmē, ka dzīvsudrabs paceļas daudz lēnāk nekā alkohols noslēgtās stikla mēģenēs, taču tas nozīmē arī to, ka dzīvsudrabs krīt tikpat lēni kā tad, kad termometrs tiek izņemts no katla, kas piepildīts ar verdošu ūdeni. Tā rādījumi būs efektīvi netraucēti, padarot termometru ļoti uzticamu.

Pirms izgudrojuma termometri bija unikāli, un to rādījumi neatbilda nevienai standartizētai skalai. Tomēr Warrenheit sniedza virkni rādījumu, kas tika piemēroti visiem ražotajiem dzīvsudraba termometriem un galu galā arī visiem termometriem. Šī transformācija nav īpaši apgrūtinoša, jo gandrīz visus dzīvsudraba termometrus izgatavo pats Vorens Heiits. Vēlāk skala nedaudz mainījās, un tagad termometru sauc par Fārenheita termometru.

3. iemesls:Labākas alkohola lietošanas piemēri

Paaugstināto jutību pret alkoholu var kompensēt ar tā priekšrocībām. Salīdzinot ar dzīvsudrabu, alkohols ir daudz lētāks, retāk sastopams un netoksisks. Ja dzīvsudraba termometrs ir bojāts, laboratorija var būt jāaizver vairākas stundas, jo dzīvsudraba ieelpošana var izraisīt nopietnas veselības problēmas. Alkoholam šādu draudu nav.

Vēl svarīgāk ir tas, ka dzīvsudraba sasalšanas temperatūra ir - 40 C, bet alkohola sasalšanas temperatūra ir - 115 C. Tas nozīmē, ka dzīvsudraba termometrs nevar izmērīt temperatūru - 40 C, tāpēc tas nevar bieži izmantot zinātniskās laboratorijās vai supravadīšanas tehnoloģiju ražošanas nozarē.

Bet alkohols ir bezkrāsains, kas liek ražotājiem pievienot spirtam mākslīgās krāsvielas, lai tas būtu redzams. Turklāt, lai gan ar spirtu var izmērīt ļoti zemu temperatūru, ar to nevar izmērīt temperatūru virs 78,37 C, jo tā ir spirta viršanas temperatūra. Salīdzinot ar dzīvsudraba viršanas temperatūru 356,7 grādi pēc Celsija, tas ir nožēlojami zems.

Lai gan dzīvsudraba retās, dārgās un toksiskās īpašības nevar mainīt, mēs joprojām varam pārkāpt tā temperatūras robežu. Lai vēl vairāk paaugstinātu tā viršanas temperatūru, dzīvsudrabs parasti ir noslēgts ar inertām gāzēm, piemēram, slāpekli. Inertās gāzes palielina spiedienu uz šķidro dzīvsudrabu, kas vēl vairāk paaugstina tā viršanas temperatūru.

Mēs varam arī samazināt tā sasalšanas punktu, apvienojot to ar talliju. Šie jaunie dzīvsudraba-tallija termometri tagad spēj izmērīt temperatūru - 62 grādiem pēc Celsija. Dzīvsudraba termometrs tiek uzskatīts par vienu no precīzākajiem pieejamajiem termometriem, neskatoties uz tā mazajiem trūkumiem.

Mūsdienās

Dzīvsudraba termometru vietā, kas sniedz precīzus, bet apgrūtinošākus rādījumus, tagad cilvēki izmanto elektroniskos termometrus. Elektroniskie termometri ir ērtāki, ātrāki un drošāki. Elektroniskie termometri ir dažādu stilu, tostarpciets gals, mīksts uzgalisunūdensdrošsversijas, kas var apmierināt dažādu cilvēku grupu vajadzības.

Ričards

Pārdošanas menedžeris

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com