Защо се използва живак в термометрите?

(цифров термометър, HS-21---Натисни тукhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

днес,електронни термометриса предпочитаната температура за повечето хора. Те са по-евтини и по-безопасни от живачните термометри. Но защо скъпият живак трябва да присъства в термометъра?

По същия начин, когато температурата се покачва или пада, водата в малка стъклена тръба се покачва или понижава. Ето как всеки запечатан термометърrс течни работи. Въпреки това, ако нещо толкова богато и евтино като водата може да бъде толкова ефективно,защо настояваме да използваме нещо толкова рядко и скъпо като живака?

Причина 1:История

Векове след изобретяването на първия термометър хората научиха за термодинамичните температури. Следователно първоначално термометърът определя температурата. Първият термометър обаче не е термометър или калориметър, а рейнджър на термометъра, показващ само дали температурата е висока или ниска. Тези устройства не са калибрирани в стандартен диапазон, те могат да правят само груби или неясни оценки.

Първият термометър е изобретен от Херо в Александрия. Той беше интелектуален инженер и смятан за най-великия експериментатор в древността. Устройството, което той проектира, се състоеше от пълна с въздух тръба, чийто край беше потопен в малка купа с вода. Когато термометърът докосне гореща или студена повърхност, въздухът ще се разшири или свие, което ще доведе до колебание на повърхността въздух-вода.

Дори изобретението на Галилей следваше същия принцип. Тези изобретения обаче са не само без котлен камък, но и чувствителни към въздушно налягане. За да проектира устройство, което реагира само на топлина, ученикът на Галилей Джоузеф Делмедиго изобретява първия запечатан течен вграден стъклен термометър. Това е първият термометър, защото е мащабиран. Запечатаната от него течност обаче не била вода, а спирт.

Причина 2:Коефициент на разширение

При постоянно налягане материята се разширява при нагряване, тъй като топлината увеличава кинетичната енергия на атомите, карайки ги да се движат бурно, като по този начин ги отделят един от друг. Увеличението на обема е очевидно при метални релси, гумени гуми и други твърди вещества и течности като вода, алкохол, живак и халоген. Степента на разширяване на всяко вещество обаче варира с всеки градус на повишаване на температурата. Тази константа на материята се нарича коефициент на разширение.

Алкохолът е предпочитан пред водата поради простата причина, че има по-висок коефициент на разширение. Дори малка промяна в температурата ще доведе до драстична промяна в обема на тръбата. Алкохолът обаче е толкова податлив, че тези промени могат да доведат до почти турбулентно представяне на алкохол в тръбата. Интерфейсът на течността ще се промени с лека промяна на температурата. Тази непредсказуемост е тревожна, защото когато термометърът се извади от тенджера с вряща вода, показанията незабавно се променят към температурата на новата среда, без да могат да измерват желаната температура на вряща вода.

За да избегне тази ненадеждност, холандският изобретател Даниел Варенхайт замени алкохола с живак. Коефициентът на разширение на живака е по-висок от този на водата, което означава, че обемът на живака варира по-очевидно с температурата. Той обаче се променя почти шест пъти по-малко от алкохола. Тоест, всеки път, когато температурата се повиши, обемът на алкохола нараства шест пъти повече от този на живака.

Това означава, че живакът се издига много по-бавно от алкохола в запечатани стъклени тръби, но също така означава, че живакът пада толкова бавно, колкото когато термометърът се извади от съд, пълен с вряща вода. Неговите показания ще бъдат практически безпроблемни, което прави термометъра много надежден.

Преди изобретението термометрите бяха уникални и техните показания не отговаряха на стандартизирана скала. Въпреки това Warrenheit предостави набор от показания, които бяха приложени към всички произведени живачни термометри и в крайна сметка към всички термометри. Тази трансформация не е много тромава, защото почти всички живачни термометри са направени от самия Уорън Хайт. По-късно скалата се промени леко и сега термометърът се нарича термометър по Фаренхайт.

Причина 3:Примери за по-добро използване на алкохол

Свръхчувствителността към алкохола може да бъде компенсирана от неговите предимства. В сравнение с живака, алкохолът е много по-евтин, по-малко рядък и нетоксичен. Ако живачният термометър е повреден, може да се наложи лабораторията да бъде запечатана за няколко часа, тъй като вдишването на живак може да причини сериозни здравословни проблеми. Алкохолът няма такава опасност.

По-важното е, че точката на замръзване на живака е - 40 C, а точката на замръзване на алкохола е - 115 C. Това означава, че живачният термометър не може да измери температура от - 40 C, така че не може да се използва често в научни лаборатории или производствена индустрия за свръхпроводящи технологии.

Но алкохолът е безцветен, което принуждава производителите да добавят изкуствени оцветители към алкохола, за да го направят видим. Освен това, въпреки че алкохолът може да измерва много ниски температури, той не може да измерва температури над 78,37 C, защото това е точката на кипене на алкохола. В сравнение с точката на кипене на живака при 356,7 градуса по Целзий, тя е жалко ниска.

Въпреки че редките, скъпи и токсични свойства на живака не могат да бъдат променени, ние все пак можем да надхвърлим неговата температурна граница. За да се повиши допълнително неговата точка на кипене, живакът обикновено се затваря с инертни газове, като азот. Инертните газове увеличават налягането върху течния живак, което допълнително повишава неговата точка на кипене.

Можем също да намалим точката му на замръзване, като го комбинираме с талий. Тези нови живачно-талиеви термометри вече могат да измерват температури от - 62 градуса по Целзий. Живачният термометър се счита за един от най-точните налични термометри, въпреки малките си недостатъци.

В днешно време

Вместо живачни термометри, които дават точни, но по-обезпокоителни показания, хората сега използват електронни термометри. Електронните термометри са по-удобни, бързи и безопасни. Електронните термометри се предлагат в различни стилове, включителнотвърд връх, мек връхиводоустойчивверсии, които могат да задоволят нуждите на различни групи хора.

Ричард

Мениджър продажби

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com