Varför används kvicksilver i termometrar?

(digital termometer, HS-21---Klicka härhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

I dag,elektroniska termometrarär den temperatur man väljer för de flesta. De är billigare och säkrare än kvicksilvertermometrar. Men varför måste dyrt kvicksilver finnas i termometern?

På samma sätt, när temperaturen stiger eller sjunker, stiger eller faller vattnet i ett litet glasrör. Så här är varje förseglad termometerrmed flytande verk. Men om något så rikt och billigt som vatten kan vara så effektivt,varför insisterar vi på att använda något så sällsynt och dyrt som kvicksilver?

Orsak 1:Historia

Århundraden efter att den första termometern uppfanns lärde sig människor om termodynamiska temperaturer. Därför definierade termometern till en början temperaturen. Den första termometern är dock inte en termometer eller en kalorimeter, utan en termometervakt, som bara anger om temperaturen är hög eller låg. Dessa enheter är inte kalibrerade till ett standardintervall, de kan bara göra grova eller vaga bedömningar.

Den första termometern uppfanns av Hero i Alexandria. Han var en intellektuell ingenjör och ansågs vara den största experimenteraren i antiken. Enheten han designade bestod av ett luftfyllt rör vars ände var nedsänkt i en liten skål med vatten. När termometern vidrör den varma eller kalla ytan kommer luften att expandera eller krympa, vilket resulterar i fluktuationer i luft-vattengränssnittet.

Till och med Galileos uppfinning följde samma princip. Dessa uppfinningar är dock inte bara skalfria utan också känsliga för lufttryck. För att designa en enhet som bara reagerar på värme, uppfann Galileos elev Joseph Delmedigo den första förseglade vätskeinbyggda glastermometern. Detta är den första termometern eftersom den har skalats. Vätskan han förseglade var dock inte vatten, utan alkohol.

Anledning 2:Expansionskoefficient

Vid konstant tryck expanderar materia under uppvärmning, eftersom värme ökar den kinetiska energin hos atomer, vilket får dem att röra sig våldsamt, vilket skiljer dem från varandra. Volymökningen är tydlig i metallskenor, gummidäck och andra fasta ämnen och vätskor som vatten, alkohol, kvicksilver och halogen. Dock varierar graden av expansion av varje ämne med varje temperaturstegring. Denna materias konstant kallas expansionskoefficienten.

Alkohol föredras framför vatten av det enkla skälet att det har en högre expansionskoefficient. Även en liten förändring i temperaturen kommer att resultera i en drastisk förändring av rörets volym. Men alkohol är så känsligt att dessa förändringar kan leda till nästan turbulent alkoholprestanda i tuben. Vätskegränssnittet kommer att förändras med en liten förändring av temperaturen. Denna oförutsägbarhet är oroande, för när termometern tas bort från en kastrull med kokande vatten, ändras avläsningarna omedelbart till temperaturen i den nya miljön, utan att kunna mäta den önskade kokvattentemperaturen.

För att undvika denna opålitlighet ersatte den holländska uppfinnaren Daniel Warrenheit alkohol med kvicksilver. Expansionskoefficienten för kvicksilver är högre än för vatten, vilket gör att kvicksilvervolymen varierar tydligare med temperaturen. Men det förändras nästan sex gånger mindre än alkohol. Det vill säga att varje gång temperaturen stiger stiger alkoholvolymen sex gånger större än kvicksilver.

Det gör att kvicksilver stiger mycket långsammare än alkohol i förseglade glasrör, men det betyder också att kvicksilver faller lika långsamt som det gör när termometern tas ur en kastrull fylld med kokande vatten. Dess avläsningar kommer att vara effektivt ostörda, vilket gör termometern mycket pålitlig.

Före uppfinningen var termometrar unika och deras avläsningar överensstämde inte med någon standardiserad skala. Warrenheit gav dock en rad avläsningar som tillämpades på alla tillverkade kvicksilvertermometrar och så småningom på alla termometrar. Denna omvandling är inte särskilt krånglig, eftersom nästan alla kvicksilvertermometrar är gjorda av Warren Height själv. Senare ändrades skalan något, och nu kallas termometern för en Fahrenheit-termometer.

Anledning 3:Exempel på bättre användning av alkohol

Alkoholöverkänslighet kan kompenseras med sina fördelar. Jämfört med kvicksilver är alkohol mycket billigare, mindre sällsynt och giftfritt. Om kvicksilvertermometern är skadad kan laboratoriet behöva förslutas i flera timmar eftersom inandning av kvicksilver kan orsaka allvarliga hälsoproblem. Alkohol har inget sådant hot.

Ännu viktigare, fryspunkten för kvicksilver är - 40 C och fryspunkten för alkohol är - 115 C. Det betyder att kvicksilvertermometern inte kan mäta temperaturen på - 40 C, så det kan inte ofta användas i vetenskapliga laboratorier eller supraledande teknik tillverkningsindustrin.

Men alkohol är färglös, vilket tvingar tillverkarna att tillsätta konstgjorda färgämnen till alkohol för att göra det synligt. Dessutom, även om alkohol kan mäta mycket låga temperaturer, kan den inte mäta temperaturer över 78,37 C, eftersom detta är alkoholens kokpunkt. Jämfört med kokpunkten för kvicksilver vid 356,7 grader Celsius är den ynkligt låg.

Även om kvicksilvrets sällsynta, dyra och giftiga egenskaper inte kan ändras, kan vi ändå bryta igenom dess temperaturgräns. För att ytterligare höja kokpunkten förseglas kvicksilver vanligtvis med inerta gaser, såsom kväve. Inerta gaser ökar trycket på flytande kvicksilver, vilket ytterligare ökar dess kokpunkt.

Vi kan också minska dess fryspunkt genom att kombinera den med tallium. Dessa nya kvicksilver-tallium-termometrar kan nu mäta temperaturer på - 62 grader Celsius. Kvicksilvertermometer anses vara en av de mest exakta tillgängliga termometrarna, trots sina små brister.

Nu för tiden

Istället för kvicksilvertermometrar, som ger exakta men mer besvärliga avläsningar, använder människor nu elektroniska termometrar. Elektroniska termometrar är bekvämare, snabbare och säkrare. Elektroniska termometrar finns i en mängd olika stilar, inklusivehård spets, mjuk spetsochvattentätversioner, som kan tillgodose behoven hos olika grupper av människor.

Richard

Försäljningschef

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com