Prečo sa ortuť používa v teplomeroch?

(digitálny teplomer, HS-21---kliknite tuhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

dneselektronické teplomerysú teplotou voľby pre väčšinu ľudí. Sú lacnejšie a bezpečnejšie ako ortuťové teplomery. Prečo však musí byť v teplomere drahá ortuť?

Podobne, keď teplota stúpa alebo klesá, voda v malej sklenenej trubici stúpa alebo klesá. Takto každý zapečatený teplomerrs tekutými prácami. Ak však niečo také bohaté a lacné ako voda môže byť také účinné,prečo trváme na použití niečoho takého vzácneho a drahého ako je ortuť?

Dôvod 1:História

Storočia po vynájdení prvého teplomera sa ľudia dozvedeli o termodynamických teplotách. Preto najprv teplomer určoval teplotu. Prvý teplomer však nie je teplomer alebo kalorimeter, ale teplomer, ktorý ukazuje iba to, či je teplota vysoká alebo nízka. Tieto zariadenia nie sú kalibrované na štandardný rozsah, môžu robiť len hrubé alebo vágne hodnotenia.

Prvý teplomer vynašiel Hero v Alexandrii. Bol intelektuálnym inžinierom a považovaný za najväčšieho experimentátora v staroveku. Zariadenie, ktoré navrhol, pozostávalo zo vzduchom naplnenej trubice, ktorej koniec bol ponorený do malej misky s vodou. Keď sa teplomer dotkne horúceho alebo studeného povrchu, vzduch sa roztiahne alebo zmenší, čo má za následok kolísanie rozhrania vzduch-voda.

Dokonca aj Galileov vynález sledoval rovnaký princíp. Tieto vynálezy sú však nielen bez vodného kameňa, ale sú aj citlivé na tlak vzduchu. Aby navrhol zariadenie, ktoré reaguje iba na teplo, študent Galilea Joseph Delmedigo vynašiel prvý uzavretý kvapalinový vstavaný sklenený teplomer. Toto je prvý teplomer, pretože bol upravený. Tekutina, ktorú uzavrel, však nebola voda, ale alkohol.

Dôvod 2:Koeficient expanzie

Pri konštantnom tlaku sa hmota pri zahrievaní rozpína, pretože teplo zvyšuje kinetickú energiu atómov, čo spôsobuje ich prudký pohyb a tým ich oddeľuje od seba. Nárast objemu je evidentný u kovových koľajníc, gumených pneumatík a iných pevných látok a kvapalín, ako je voda, alkohol, ortuť a halogén. Stupeň expanzie každej látky sa však mení s každým stupňom nárastu teploty. Táto konštanta hmoty sa nazýva koeficient rozťažnosti.

Alkohol je uprednostňovaný pred vodou z jednoduchého dôvodu, že má vyšší koeficient rozťažnosti. Aj malá zmena teploty bude mať za následok drastickú zmenu objemu trubice. Alkohol je však taký citlivý, že tieto zmeny môžu viesť k takmer turbulentnému výkonu alkoholu v skúmavke. Rozhranie kvapaliny sa zmení s miernou zmenou teploty. Táto nepredvídateľnosť je znepokojujúca, pretože keď sa teplomer vyberie z hrnca s vriacou vodou, hodnoty sa okamžite zmenia na teplotu nového prostredia a nedokážu zmerať požadovanú teplotu vriacej vody.

Aby sa vyhol tejto nespoľahlivosti, holandský vynálezca Daniel Warrenheit nahradil alkohol ortuťou. Koeficient rozťažnosti ortuti je vyšší ako koeficient vody, čo znamená, že objem ortuti sa výrazne mení s teplotou. Mení sa však takmer šesťkrát menej ako alkohol. To znamená, že pri každom zvýšení teploty sa objem alkoholu zvýši šesťkrát viac ako objem ortuti.

To znamená, že ortuť stúpa oveľa pomalšie ako alkohol v uzavretých sklenených skúmavkách, ale tiež to znamená, že ortuť klesá rovnako pomaly, ako keď sa teplomer vyberie z hrnca naplneného vriacou vodou. Jeho hodnoty budú efektívne nerušené, vďaka čomu je teplomer veľmi spoľahlivý.

Pred vynálezom boli teplomery jedinečné a ich hodnoty nezodpovedali žiadnej štandardizovanej stupnici. Spoločnosť Warrenheit však poskytla celý rad hodnôt, ktoré boli aplikované na všetky vyrobené ortuťové teplomery a nakoniec na všetky teplomery. Táto transformácia nie je veľmi ťažkopádna, pretože takmer všetky ortuťové teplomery vyrába sám Warren Height. Neskôr sa mierka mierne zmenila a teraz sa teplomer nazýva Fahrenheit teplomer.

Dôvod 3:Príklady lepšieho použitia alkoholu

Precitlivenosť na alkohol sa dá kompenzovať jeho výhodami. V porovnaní s ortuťou je alkohol oveľa lacnejší, menej vzácny a netoxický. Ak je ortuťový teplomer poškodený, môže byť potrebné laboratórium na niekoľko hodín uzavrieť, pretože vdychovanie ortuti môže spôsobiť vážne zdravotné problémy. Alkohol nič také nehrozí.

Ešte dôležitejšie je, že bod tuhnutia ortuti je - 40 C a bod tuhnutia alkoholu je - 115 C. To znamená, že ortuťový teplomer nedokáže zmerať teplotu - 40 C, takže nemožno často používať vo vedeckých laboratóriách alebo v priemysle výroby supravodivých technológií.

Alkohol je ale bezfarebný, čo núti výrobcov pridávať do alkoholu umelé farbivá, aby bol viditeľný. Okrem toho, hoci alkohol dokáže merať veľmi nízke teploty, nedokáže merať teploty nad 78,37 C, pretože to je bod varu alkoholu. V porovnaní s bodom varu ortuti pri 356,7 stupňoch Celzia je žalostne nízka.

Hoci sa vzácne, drahé a toxické vlastnosti ortuti nedajú zmeniť, stále môžeme prekonať jej teplotný limit. Na ďalšie zvýšenie bodu varu je ortuť zvyčajne uzavretá inertnými plynmi, ako je dusík. Inertné plyny zvyšujú tlak na kvapalnú ortuť, čo ďalej zvyšuje jej bod varu.

Jeho bod tuhnutia môžeme znížiť aj kombináciou s táliom. Tieto nové ortuťovo-táliové teplomery sú teraz schopné merať teploty - 62 stupňov Celzia. Ortuťový teplomer je považovaný za jeden z najpresnejších dostupných teplomerov, napriek jeho malým chybám.

V dnešnej dobe

Namiesto ortuťových teplomerov, ktoré poskytujú presné, ale problematickejšie údaje, teraz ľudia používajú elektronické teplomery. Elektronické teplomery sú pohodlnejšie, rýchlejšie a bezpečnejšie. Elektronické teplomery sa dodávajú v rôznych štýloch, vrátanetvrdý hrot, mäkký hrotavodeodolnýverzie, ktoré dokážu uspokojiť potreby rôznych skupín ľudí.

Richard

Manažér predaja

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com