Хиты:обновленный:2020-04-11 16:04:20【Распечатать】
В принципе, любое вещество, свойства которого значительно варьируются в зависимости от температуры, можно использовать для измерения температуры. Мы также можем использовать вещество, цвет которого меняется с температурой. Когда вещество излучает синий свет, люди могут распознать, что температура высокая, а когда оно излучает красный свет, оно может распознать низкую температуру.
Точно так же, когда температура поднимается или падает, вода в маленькой стеклянной трубке будет подниматься или опускаться. Это принцип работы любого герметичного, заполненного жидкостью термометра. Однако, если что-то богатое и дешевое, например вода, может быть настолько эффективным, почему мы настаиваем на использовании чего-то чрезвычайно редкого и дорогого, такого как ртуть?
история
Через столетия после изобретения первого термометра люди узнали термодинамическую температуру. Поэтому термометр изначально определил температуру. Однако первый термометр - это не устройство для измерения температуры или калориметр, а устройство для измерения температуры, которое показывает только высокую или низкую температуру. Эти устройства не откалиброваны до стандартного диапазона, они могут только сделать приблизительную или расплывчатую оценку.
Изобретение первого термометра связано с героем Александрии. Он интеллектуально энергичный инженер и считается величайшим экспериментатором в древние времена. Устройство, которое он разработал, состояло из заполненной воздухом трубки, конец которой был погружен в небольшую миску с водой. Когда термометр касается горячей или холодной поверхности, воздух расширяется или сжимается, вызывая колебания границы раздела воздух-вода.
Даже изобретение Галилея следовало тому же принципу. Однако эти изобретения не только не имеют какого-либо масштаба, но они также чувствительны к давлению воздуха. Чтобы спроектировать устройство, которое реагирует только на тепло, ученик Galileo Джозеф Дельмедиго изобрел первый герметичный стеклянный термометр со встроенной жидкостью. Это первый термометр, потому что он помечен. Однако запечатанная им жидкость была не водой, а спиртом.
Коэффициент расширения
При постоянном давлении вещество расширяется при нагревании, потому что тепло увеличивает кинетическую энергию атомов, заставляя их сильно двигаться и отделяться друг от друга. Увеличение объема проявляется в твердых веществах, таких как металлические рельсы, резиновые шины, и жидкостях, таких как вода, спирт, ртуть и галоген. Тем не менее, степень расширения каждого вещества отличается каждый раз, когда температура повышается. Эта материальная постоянная называется коэффициентом расширения.
Алкоголь более популярен, чем вода по той простой причине, что он имеет более высокий коэффициент расширения. Даже небольшое изменение температуры приведет к резкому изменению ее объема в трубке. Однако алкоголь настолько восприимчив, что эти изменения приведут к тому, что рабочие характеристики спирта в пробирке будут почти турбулентными. Граница жидкости постоянно меняется с небольшими изменениями температуры. Это непредсказуемое изменение вызывает беспокойство, потому что когда термометр вынимается из кастрюли с кипящей водой, показание немедленно станет температурой новой среды, неспособной измерить температуру кипящей воды, которую мы хотим.
Чтобы избежать этой ненадежности, голландский изобретатель Даниэль Уорренхайт заменил ртуть ртутью. Коэффициент расширения ртути выше, чем у воды, а это означает, что ее объем изменяется более значительно с температурой. Однако его величина изменения почти в шесть раз меньше, чем у алкоголя. То есть каждый раз, когда температура повышается, объем спирта увеличивается в 6 раз больше, чем объем ртути.
Это означает, что в герметичной стеклянной трубке ртуть будет подниматься гораздо медленнее, чем спирт, но это также означает, что когда термометр извлекается из емкости, наполненной кипящей водой, скорость снижения ртути будет одинаково медленной. Его показания будут эффективно защищены, что сделает термометр очень надежным.
Термометры до этого изобретения были уникальными, и их показания не соответствовали какой-либо стандартизированной шкале. Тем не менее, Уоррен Хайт предоставил ряд показаний, применимых ко всем изготовленным ртутным термометрам, и в конечном итоге распространился на все термометры. Это преобразование не очень громоздко, потому что почти все ртутные термометры сделаны Уорреном Хайтом. Позже эта шкала немного изменилась, теперь этот вид термометра называется градусом Фаренгейта.
Примеры лучшего алкоголя
Повышенная чувствительность к алкоголю может быть компенсирована его преимуществами. По сравнению с ртутью алкоголь намного дешевле, и он не так уж редок и нетоксичен. Если ртутный термометр поврежден, лабораторию, возможно, придется закрыть на несколько часов, поскольку вдыхание ртути может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Алкоголь не имеет такой угрозы.
Что еще более важно, точка замерзания ртути составляет -40 ℃, а точка замерзания спирта -115 ℃. Это означает, что ртутный термометр не может измерять температуру -40 ℃, поэтому его нельзя часто использовать в научной лаборатории или в промышленности по производству сверхпроводящих технологий.
Но алкоголь бесцветный,
|
Ningbo Hi-life Medical Technology Co.,Ltd.
Адрес: город Нинбо, провинция Чжэцзян, район Иньчжоу, город Цзяншань, Шилу, 371, почтовый индекс: 315191
Тел.: + 86 574 - 88071300
Электронная почта info@hilife-med.com
Электронная почта: lucia.pan@nb-pango.com
WhatsApp: + 86 13957888585
浙公网安备 33021202001490号
