Hvorfor brukes kvikksølv i termometre?

(digitalt termometer, HS-21---Klikk herhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

I dag,elektroniske termometreer den foretrukne temperaturen for de fleste. De er billigere og sikrere enn kvikksølvtermometre. Men hvorfor må dyrt kvikksølv være i termometeret?

På samme måte, når temperaturen stiger eller synker, stiger eller synker vannet i et lite glassrør. Dette er hvordan hver forseglet termometerrmed flytende verk. Men hvis noe så rikt og billig som vann kan være så effektivt,hvorfor insisterer vi på å bruke noe så sjeldent og dyrt som kvikksølv?

Årsak 1:Historie

Århundrer etter at det første termometeret ble oppfunnet, lærte mennesker om termodynamiske temperaturer. Derfor definerte termometeret i utgangspunktet temperaturen. Det første termometeret er imidlertid ikke et termometer eller et kalorimeter, men et termometer ranger, som kun indikerer om temperaturen er høy eller lav. Disse enhetene er ikke kalibrert til et standardområde, de kan bare gjøre grove eller vage vurderinger.

Det første termometeret ble oppfunnet av Hero i Alexandria. Han var en intellektuell ingeniør og ansett for å være den største eksperimenteren i antikken. Enheten han designet besto av et luftfylt rør hvis ende var nedsenket i en liten bolle med vann. Når termometeret berører den varme eller kalde overflaten, vil luften utvide seg eller krympe, noe som resulterer i svingninger i luft-vann-grensesnittet.

Selv Galileos oppfinnelse fulgte samme prinsipp. Imidlertid er disse oppfinnelsene ikke bare kalkfrie, men også følsomme for lufttrykk. For å designe en enhet som bare reagerer på varme, oppfant Galileos student Joseph Delmedigo det første forseglede, væskeinnebygde glasstermometeret. Dette er det første termometeret fordi det har blitt skalert. Væsken han forseglet var imidlertid ikke vann, men alkohol.

Årsak 2:Utvidelseskoeffisient

Ved konstant trykk utvider materie seg under oppvarming, fordi varme øker den kinetiske energien til atomer, noe som får dem til å bevege seg voldsomt, og dermed skille dem fra hverandre. Volumøkningen er tydelig i metallskinner, gummidekk og andre faste stoffer og væsker som vann, alkohol, kvikksølv og halogen. Imidlertid varierer graden av ekspansjon av hvert stoff med hver grad av temperaturstigning. Denne materiekonstanten kalles ekspansjonskoeffisienten.

Alkohol foretrekkes fremfor vann av den enkle grunn at det har en høyere ekspansjonskoeffisient. Selv en liten endring i temperaturen vil resultere i en drastisk endring i volumet av røret. Alkohol er imidlertid så følsom at disse endringene kan føre til nesten turbulent alkoholytelse i tuben. Væskegrensesnittet vil endre seg med den lille endringen i temperaturen. Denne uforutsigbarheten er bekymringsfull, fordi når termometeret fjernes fra en gryte med kokende vann, endres avlesningene umiddelbart til temperaturen i det nye miljøet, uten å kunne måle ønsket kokende vanntemperatur.

For å unngå denne upåliteligheten, erstattet den nederlandske oppfinneren Daniel Warrenheit alkohol med kvikksølv. Ekspansjonskoeffisienten til kvikksølv er høyere enn for vann, noe som betyr at kvikksølvvolumet varierer tydeligere med temperaturen. Imidlertid endres det nesten seks ganger mindre enn alkohol. Det vil si at hver gang temperaturen stiger, stiger alkoholvolumet seks ganger større enn kvikksølv.

Det betyr at kvikksølv stiger mye langsommere enn alkohol i forseglede glassrør, men det betyr også at kvikksølv faller like sakte som det gjør når termometeret tas ut av en kjele fylt med kokende vann. Avlesningene vil være effektivt uforstyrret, noe som gjør termometeret svært pålitelig.

Før oppfinnelsen var termometre unike og deres avlesninger samsvarte ikke med noen standardisert skala. Imidlertid ga Warrenheit en rekke avlesninger som ble brukt på alle produserte kvikksølvtermometre og til slutt på alle termometre. Denne transformasjonen er ikke veldig tungvint, fordi nesten alle kvikksølvtermometre er laget av Warren Height selv. Senere endret skalaen seg litt, og nå kalles termometeret et Fahrenheit-termometer.

Årsak 3:Eksempler på bedre bruk av alkohol

Alkoholoverfølsomhet kan kompenseres med fordelene. Sammenlignet med kvikksølv er alkohol mye billigere, mindre sjelden og ikke-giftig. Hvis kvikksølvtermometeret er skadet, kan det hende at laboratoriet må forsegles i flere timer fordi innånding av kvikksølv kan forårsake alvorlige helseproblemer. Alkohol har ingen slik trussel.

Enda viktigere er at frysepunktet for kvikksølv er - 40 C, og frysepunktet for alkohol er - 115 C. Dette betyr at kvikksølvtermometeret ikke kan måle temperaturen på - 40 C, så det kan ikke brukes ofte i vitenskapelige laboratorier eller superledende teknologi i produksjonsindustrien.

Men alkohol er fargeløst, noe som tvinger produsenter til å tilsette kunstige fargestoffer til alkohol for å gjøre det synlig. I tillegg, selv om alkohol kan måle svært lave temperaturer, kan den ikke måle temperaturer over 78,37 C, fordi dette er alkoholens kokepunkt. Sammenlignet med kokepunktet for kvikksølv på 356,7 grader Celsius, er det ynkelig lavt.

Selv om kvikksølvs sjeldne, dyre og giftige egenskaper ikke kan endres, kan vi likevel bryte gjennom temperaturgrensen. For å øke kokepunktet ytterligere, er kvikksølv vanligvis forseglet med inerte gasser, for eksempel nitrogen. Inerte gasser øker trykket på flytende kvikksølv, noe som øker kokepunktet ytterligere.

Vi kan også redusere frysepunktet ved å kombinere det med tallium. Disse nye kvikksølv-thallium-termometrene kan nå måle temperaturer på - 62 grader Celsius. Kvikksølvtermometer regnes som et av de mest nøyaktige tilgjengelige termometre, til tross for sine små feil.

Nå for tiden

I stedet for kvikksølvtermometre, som gir nøyaktige, men mer plagsomme avlesninger, bruker folk nå elektroniske termometre. Elektroniske termometre er mer praktiske, raske og trygge. Elektroniske termometre kommer i en rekke stiler, inkluderthard-tips, myk tuppogvanntettversjoner, som kan imøtekomme behovene til ulike grupper mennesker.

Richard

Salgssjef

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com