Per què s'utilitza el mercuri als termòmetres?

(termòmetre digital, HS-21---clica aquíhttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

Avui,termòmetres electrònicssón la temperatura preferida per la majoria de la gent. Són més barats i segurs que els termòmetres de mercuri. Però, per què el mercuri car ha d'estar al termòmetre?

De la mateixa manera, quan la temperatura puja o baixa, l'aigua d'un petit tub de vidre puja o baixa. Així és com cada termòmetre segellatramb obres líquides. Tanmateix, si una cosa tan rica i barata com l'aigua pot ser tan eficaç,per què insistim a utilitzar quelcom tan rar i car com el mercuri?

Raó 1:Història

Segles després que es va inventar el primer termòmetre, els humans van aprendre sobre les temperatures termodinàmiques. Per tant, inicialment el termòmetre definia la temperatura. Tanmateix, el primer termòmetre no és un termòmetre ni un calorímetre, sinó un termòmetre ranger, que indica només si la temperatura és alta o baixa. Aquests dispositius no estan calibrats a un rang estàndard, només poden fer avaluacions aproximades o vagues.

El primer termòmetre va ser inventat per Hero a Alexandria. Va ser un enginyer intel·lectual i considerat com el més gran experimentador de l'antiguitat. El dispositiu que va dissenyar consistia en un tub ple d'aire l'extrem del qual estava submergit en un petit bol d'aigua. Quan el termòmetre toca la superfície calenta o freda, l'aire s'expandeix o es redueix, provocant una fluctuació de la interfície aire-aigua.

Fins i tot la invenció de Galileu va seguir el mateix principi. Tanmateix, aquests invents no només són lliures d'escales, sinó que també són sensibles a la pressió de l'aire. Per dissenyar un dispositiu que només respongui a la calor, l'estudiant de Galileu, Joseph Delmedigo, va inventar el primer termòmetre de vidre incorporat líquid segellat. Aquest és el primer termòmetre perquè s'ha escalat. Tanmateix, el líquid que va segellar no era aigua, sinó alcohol.

Raó 2:Coeficient d'expansió

A pressió constant, la matèria s'expandeix amb l'escalfament, perquè la calor augmenta l'energia cinètica dels àtoms, fent-los moure violentament, separant-los així els uns dels altres. L'augment de volum és evident en els rails metàl·lics, els pneumàtics de goma i altres sòlids i líquids com l'aigua, l'alcohol, el mercuri i els halògens. Tanmateix, el grau d'expansió de cada substància varia amb cada grau d'augment de temperatura. Aquesta constant de la matèria s'anomena coeficient d'expansió.

Es prefereix l'alcohol a l'aigua per la senzilla raó que té un coeficient d'expansió més elevat. Fins i tot un petit canvi de temperatura donarà lloc a un canvi dràstic en el volum del tub. Tanmateix, l'alcohol és tan susceptible que aquests canvis poden provocar un rendiment de l'alcohol gairebé turbulent al tub. La interfície líquida canviarà amb el lleuger canvi de temperatura. Aquesta imprevisibilitat és preocupant, perquè quan es treu el termòmetre d'una olla amb aigua bullint, les lectures canvien immediatament a la temperatura del nou ambient, sense poder mesurar la temperatura desitjada de l'aigua bullint.

Per evitar aquesta falta de fiabilitat, l'inventor holandès Daniel Warrenheit va substituir l'alcohol per mercuri. El coeficient d'expansió del mercuri és superior al de l'aigua, la qual cosa significa que el volum de mercuri varia de manera més evident amb la temperatura. No obstant això, canvia gairebé sis vegades menys que l'alcohol. És a dir, cada vegada que augmenta la temperatura, el volum d'alcohol augmenta sis vegades més gran que el del mercuri.

Això vol dir que el mercuri puja molt més lentament que l'alcohol en tubs de vidre segellats, però també vol dir que el mercuri cau tan lentament com ho fa quan es treu el termòmetre d'una olla plena d'aigua bullint. Les seves lectures seran eficaçment tranquils, cosa que farà que el termòmetre sigui molt fiable.

Abans de la invenció, els termòmetres eren únics i les seves lectures no s'ajustaven a cap escala estandarditzada. Tanmateix, Warrenheit va proporcionar una sèrie de lectures que es van aplicar a tots els termòmetres de mercuri fabricats i, finalment, a tots els termòmetres. Aquesta transformació no és gaire feixuga, perquè gairebé tots els termòmetres de mercuri els fa el mateix Warren Height. Més tard, l'escala va canviar lleugerament, i ara el termòmetre s'anomena termòmetre Fahrenheit.

Raó 3:Exemples de millor ús de l'alcohol

La hipersensibilitat a l'alcohol es pot compensar pels seus avantatges. En comparació amb el mercuri, l'alcohol és molt més barat, menys rar i no tòxic. Si el termòmetre de mercuri està danyat, és possible que s'hagi de tancar el laboratori durant diverses hores perquè la inhalació de mercuri pot causar greus problemes de salut. L'alcohol no té aquesta amenaça.

Més important encara, el punt de congelació del mercuri és - 40 C, i el punt de congelació de l'alcohol és de - 115 C. Això vol dir que el termòmetre de mercuri no pot mesurar la temperatura de - 40 C, de manera que no es pot utilitzar sovint en laboratoris científics o indústria de fabricació de tecnologia superconductora.

Però l'alcohol és incolor, la qual cosa obliga els fabricants a afegir colorants artificials a l'alcohol per fer-lo visible. A més, tot i que l'alcohol pot mesurar temperatures molt baixes, no pot mesurar temperatures superiors a 78,37 C, perquè aquest és el punt d'ebullició de l'alcohol. En comparació amb el punt d'ebullició del mercuri a 356,7 graus centígrads, és lamentablement baix.

Tot i que les propietats rares, cares i tòxiques del mercuri no es poden canviar, encara podem superar el seu límit de temperatura. Per millorar encara més el seu punt d'ebullició, el mercuri se sol segellar amb gasos inerts, com el nitrogen. Els gasos inerts augmenten la pressió sobre el mercuri líquid, la qual cosa augmenta encara més el seu punt d'ebullició.

També podem reduir el seu punt de congelació combinant-lo amb tal·li. Aquests nous termòmetres de mercuri i tal·li ara són capaços de mesurar temperatures de - 62 graus centígrads. El termòmetre de mercuri es considera un dels termòmetres més precisos disponibles, malgrat els seus petits defectes.

Avui dia

En lloc dels termòmetres de mercuri, que donen lectures precises però més molestes, ara la gent utilitza termòmetres electrònics. Els termòmetres electrònics són més còmodes, ràpids i segurs. Els termòmetres electrònics vénen en una varietat d'estils, inclòspunta dura, punta suauiimpermeableversions, que poden atendre les necessitats de diferents grups de persones.

Richard

Cap de vendes

Hangzhou Health Shining Electronic Technology Co., Ltd.

tao@hzhealthshining.com

wechat/whatsapp: 008618658896852

www.cnhealthshining.com/www.hzhealthshining.com