Hvorfor bruges kviksølv i termometre?

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

I dag,elektroniske termometreer den foretrukne temperatur for de fleste mennesker. De er billigere og sikrere end kviksølvtermometre. Men hvorfor skal der være dyrt kviksølv i termometeret?

På samme måde, når temperaturen stiger eller falder, stiger eller falder vandet i et lille glasrør. Sådan er hvert forseglet termometerrmed flydende værker. Men hvis noget så rigt og billigt som vand kan være så effektivt,hvorfor insisterer vi på at bruge noget så sjældent og dyrt som kviksølv?

Årsag 1:Historie

Århundreder efter det første termometer blev opfundet, lærte mennesker om termodynamiske temperaturer. Derfor definerede termometeret i første omgang temperaturen. Det første termometer er dog ikke et termometer eller et kalorimeter, men et termometer ranger, der kun angiver om temperaturen er høj eller lav. Disse enheder er ikke kalibreret til et standardområde, de kan kun foretage grove eller vage vurderinger.

Det første termometer blev opfundet af Hero i Alexandria. Han var en intellektuel ingeniør og anses for at være den største eksperimentator i oldtiden. Enheden, han designede, bestod af et luftfyldt rør, hvis ende var nedsænket i en lille skål med vand. Når termometeret rører den varme eller kolde overflade, vil luften udvide sig eller krympe, hvilket resulterer i udsving i luft-vand-grænsefladen.

Selv Galileos opfindelse fulgte samme princip. Disse opfindelser er dog ikke kun kalkfrie, men også følsomme over for lufttryk. For at designe en enhed, der kun reagerer på varme, opfandt Galileos elev Joseph Delmedigo det første forseglede væskeindbyggede glastermometer. Dette er det første termometer, fordi det er blevet skaleret. Væsken han forseglede var dog ikke vand, men alkohol.

Årsag 2:Ekspansionskoefficient

Ved konstant tryk udvider stof sig under opvarmning, fordi varme øger atomernes kinetiske energi, hvilket får dem til at bevæge sig voldsomt og dermed adskille dem fra hinanden. Volumenstigningen er tydelig i metalskinner, gummidæk og andre faste stoffer og væsker som vand, alkohol, kviksølv og halogen. Imidlertid varierer graden af ​​ekspansion af hvert stof med hver grad af temperaturstigning. Denne stofkonstant kaldes ekspansionskoefficienten.

Alkohol foretrækkes frem for vand af den simple grund, at det har en højere udvidelseskoefficient. Selv en lille ændring i temperaturen vil resultere i en drastisk ændring i rørets volumen. Alkohol er dog så modtagelig, at disse ændringer kan føre til næsten turbulent alkoholpræstation i tuben. Væskegrænsefladen vil ændre sig med den lille temperaturændring. Denne uforudsigelighed er bekymrende, for når termometeret fjernes fra en gryde med kogende vand, ændres aflæsningerne straks til temperaturen i det nye miljø, ude af stand til at måle den ønskede kogende vandtemperatur.

For at undgå denne upålidelighed erstattede den hollandske opfinder Daniel Warrenheit alkohol med kviksølv. Udvidelseskoefficienten for kviksølv er højere end for vand, hvilket betyder, at mængden af ​​kviksølv varierer mere tydeligt med temperaturen. Det ændrer sig dog næsten seks gange mindre end alkohol. Det vil sige, at hver gang temperaturen stiger, stiger mængden af ​​alkohol seks gange større end kviksølvs.

Det betyder, at kviksølv stiger meget langsommere end alkohol i forseglede glasrør, men det betyder også, at kviksølv falder så langsomt, som det gør, når termometeret tages ud af en gryde fyldt med kogende vand. Dens aflæsninger vil være effektivt uforstyrrede, hvilket gør termometeret meget pålideligt.

Før opfindelsen var termometre unikke, og deres aflæsninger stemte ikke overens med nogen standardiseret skala. Warrenheit leverede dog en række aflæsninger, der blev anvendt på alle fremstillede kviksølvtermometre og til sidst på alle termometre. Denne transformation er ikke særlig besværlig, for næsten alle kviksølvtermometre er lavet af Warren Height selv. Senere ændrede skalaen sig lidt, og nu kaldes termometeret et Fahrenheit-termometer.

Årsag 3:Eksempler på bedre brug af alkohol

Alkoholoverfølsomhed kan kompenseres for med sine fordele. Sammenlignet med kviksølv er alkohol meget billigere, mindre sjældent og ikke-giftigt. Hvis kviksølvtermometeret er beskadiget, skal laboratoriet muligvis lukkes i flere timer, fordi indånding af kviksølv kan forårsage alvorlige helbredsproblemer. Alkohol har ingen sådan trussel.

Endnu vigtigere er, at frysepunktet for kviksølv er - 40 C, og frysepunktet for alkohol er - 115 C. Det betyder, at kviksølvtermometeret ikke kan måle temperaturen på - 40 C, så det kan ikke ofte bruges i videnskabelige laboratorier eller superledende teknologi fremstillingsindustrien.

Men alkohol er farveløs, hvilket tvinger producenterne til at tilføje kunstige farvestoffer til alkohol for at gøre det synligt. Selvom alkohol kan måle meget lave temperaturer, kan den derudover ikke måle temperaturer over 78,37 C, fordi det er alkoholens kogepunkt. Sammenlignet med kogepunktet for kviksølv ved 356,7 grader Celsius er det ynkeligt lavt.

Selvom kviksølvs sjældne, dyre og giftige egenskaber ikke kan ændres, kan vi stadig bryde igennem dets temperaturgrænse. For yderligere at øge dets kogepunkt er kviksølv sædvanligvis forseglet med inaktive gasser, såsom nitrogen. Inerte gasser øger trykket på flydende kviksølv, hvilket øger dets kogepunkt yderligere.

Vi kan også reducere dets frysepunkt ved at kombinere det med thallium. Disse nye kviksølv-thallium-termometre er nu i stand til at måle temperaturer på - 62 grader Celsius. Kviksølvtermometer betragtes som et af de mest nøjagtige tilgængelige termometre, på trods af dets små fejl.

Nu om dage

I stedet for kviksølvtermometre, som giver nøjagtige, men mere besværlige aflæsninger, bruger folk nu elektroniske termometre. Elektroniske termometre er mere bekvemme, hurtige og sikre. Elektroniske termometre kommer i en række forskellige stilarter, bl.ahård spids, blød spidsogvandtætversioner, som kan imødekomme behovene hos forskellige grupper af mennesker.

Richard

Salgschef

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com