为什么水银用于温度计?

发表于 2021-12-26 11:43:08
温度计是家中必备的物品。你可以用它来检测发烧,人们也经常在烹饪中使用它们来确定烤肉是否煮熟到合适的温度。您可以使用温度计检查糖是否正在融化或燃烧,以及热油是否已准备好用于煎炸食物。

水银温度计将不会在人们的家中出现很长时间。您的祖父母甚至您的父母可能在他们的药柜里有一个,但新进货的浴室更有可能手头有一个数字温度计。水银温度计正在逐步淘汰,因为如果温度计破裂,金属会有毒。由于汞具有方便的化学特性,以及它的可用性和价格,这些仪器曾经是测量家庭和工作场所温度的首选技术。

高膨胀系数,(但不要太高)
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在温度计中出现水银之前,人们发现酒精是一种非常适合测量温度的物质。酒精加热时会迅速膨胀。热量使原子运动得更快,从而增加了物质的动能。温度计通过填充一种物质来利用这一事实,当它受到更多热量时,我们可以看到它“长”得更高。该物质膨胀并向上移动到温度计。

早在 1700 年代,人们就发现酒精对此非常有用。Daniel Gabriel Fahrenheit用酒精制造了第一个可靠的温度计。然而,酒精作为测量仪器的唯一问题是它对温度变化的反应太快。

所以,理论上,如果你有一个装满有色酒精的温度计,你希望测量你在炉子上加热的牛奶的温度,当你把温度计从热牛奶中拿出来检查时,温度会再次更改以反映您所在房间的情况。酒精会冷却得太快。

由于酒精的高膨胀系数,汞被选为填充温度计的更好选择。水星也有很高的膨胀系数,但不会太高。水星的含量大约是酒精的六倍。这意味着您可以将温度计中的水银加热,然后它就会发生反应。然后您可以查看您的温度计,您将有足够的时间在水银再次下降之前读取其显示的温度。

唯一的液态金属和高沸点
使汞对测量温度具有吸引力的其他因素是它具有非常高的沸点。水银在 674ᵒF (78.37ᵒC) 沸腾。酒精的沸点要低得多,它甚至无法测量沸水的温度。(虽然它可以测量比水银低得多的温度)。

此外,汞是唯一一种在室温下为液体的金属,使其成为有吸引力的候选者。它也很便宜,而且在测量高温时非常准确。最后,您不需要电池或电力等外部电源来运行水银温度计。水星为自身提供动力,使其成为一种有吸引力的物质。

逐步淘汰
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尽管水银温度计给用户带来了许多好处,但它们也有其缺点。水银是一种神经毒素,如果您在其典型的玻璃温度计管外接触到它,它会导致您耳聋、出现颤抖、记忆力减退和部分失明,以及其他可怕的永久性副作用。由于这些事实,它显然也是一种很难清理的物质,如果 ti 溢出。许多国家现在正在逐步淘汰水银温度计的使用。它们将被更新的技术(例如数字设备)所取代,但它们会被错过。   

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