温度計に水銀が使われているのはなぜですか?

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今日、電子体温計ほとんどの人にとって最適な温度です。 水銀体温計よりも安価で安全です。 しかし、なぜ高価な水銀を温度計に入れなければならないのでしょうか?

同様に、温度が上昇または下降すると、小さなガラス管内の水が上昇または下降します。 これは、すべての密封された温度計の方法ですr液体作品で。 しかし、水のように豊富で安価なものがこれほど効果的であるとすれば、なぜ私たちは水銀のように希少で高価なものを使用することに固執するのでしょうか?

理由 1:歴史

最初の温度計が発明されてから数世紀後、人類は熱力学的温度について学びました。 したがって、最初は温度計が温度を定義していました。 ただし、最初の温度計は温度計でも熱量計でもなく、温度が高いか低いかだけを示す温度計レンジャーです。 これらのデバイスは標準範囲に調整されておらず、大まかな、またはあいまいな評価しかできません。

最初の温度計は、アレクサンドリアのヘロによって発明されました。 彼は知的技術者であり、古代において最も偉大な実験者であると考えられていました。 彼が設計した装置は、空気で満たされたチューブで構成され、その端は小さなボウルの水に沈められていました。 温度計が高温または低温の表面に触れると、空気が膨張または収縮し、空気と水の界面が変動します。

ガリレオの発明でさえ、同じ原理に従いました。 ただし、これらの発明はスケールフリーであるだけでなく、空気圧にも敏感です。 熱のみに反応するデバイスを設計するために、ガリレオの学生であるジョセフ・デルメディゴは、最初の密封された液体内蔵ガラス温度計を発明しました。 目盛付きなので初めての体温計です。 しかし、彼が封印した液体は水ではなくアルコールだった。

理由 2:膨張係数

圧力が一定の場合、物質は熱によって膨張します。これは、熱によって原子の運動エネルギーが増加し、原子が激しく動き、互いに分離するためです。 体積の増加は、金属レール、ゴム製タイヤ、および水、アルコール、水銀、ハロゲンなどのその他の固体および液体で明らかです。 ただし、各物質の膨張の程度は、温度上昇の程度ごとに異なります。 この物質の定数は膨張係数と呼ばれます。

膨張係数が高いという単純な理由から、アルコールは水よりも好まれます。 わずかな温度変化でも、チューブの体積は劇的に変化します。 ただし、アルコールは非常に影響を受けやすいため、これらの変化により、チューブ内のアルコール性能が乱れる可能性があります。 わずかな温度変化で液体界面が変化します。 温度計が沸騰したお湯のポットから取り外されると、測定値がすぐに新しい環境の温度に変わり、希望する沸騰水の温度を測定できないため、この予測不可能性は心配です.

この信頼性の低さを避けるために、オランダの発明家ダニエル・ウォーレンハイトはアルコールを水銀に置き換えました。 水銀の膨張係数は水の膨張係数よりも高く、これは水銀の体積が温度によってより明確に変化することを意味します。 ただし、変化はアルコールのほぼ 6 分の 1 です。 つまり、温度が上がるたびに、アルコールの体積は水銀の6倍になります。

これは、密閉されたガラス管内で水銀がアルコールよりもはるかにゆっくりと上昇することを意味しますが、水銀が沸騰水で満たされた鍋から温度計を取り外したときと同じくらいゆっくりと下降することも意味します. その測定値は効果的に妨げられず、温度計の信頼性が非常に高くなります。

発明以前は、温度計は独自のものであり、その測定値は標準化されたスケールに準拠していませんでした。 しかし、ウォーレンハイトは、製造されたすべての水銀温度計に適用され、最終的にはすべての温度計に適用される一連の測定値を提供しました. ほとんどすべての水銀温度計はウォーレン・ハイト自身によって作られているため、この変換はそれほど面倒ではありません。 その後、スケールがわずかに変更され、現在、温度計は華氏温度計と呼ばれています。

理由 3:お酒の上手な使い方の例

アルコール過敏症は、その利点によって補うことができます。 水銀と比較して、アルコールははるかに安価で、希少性が低く、毒性がありません。 水銀温度計が損傷した場合、水銀を吸い込むと深刻な健康問題が発生する可能性があるため、実験室を数時間密閉する必要がある場合があります。 アルコールにはそのような脅威はありません。

さらに重要なことに、水銀の凝固点は - 40 C であり、アルコールの凝固点は - 115 C です。つまり、水銀温度計では - 40 C の温度を測定できないため、科学研究所や超伝導技術の製造業ではあまり使用できません。

しかし、アルコールは無色であるため、メーカーはアルコールに人工染料を加えて見えるようにする必要があります。 さらに、アルコールは非常に低い温度を測定できますが、アルコールの沸点である 78.37 C を超える温度は測定できません。 水銀の沸点である摂氏356.7度と比べると、哀れなほど低い。

水銀の希少で高価で有毒な性質を変えることはできませんが、温度限界を突破することはできます。 沸点をさらに高めるために、通常、水銀は窒素などの不活性ガスで密封されています。 不活性ガスは液体水銀の圧力を高め、沸点をさらに高めます。

タリウムと組み合わせることで凝固点を下げることもできます。 これらの新しい水銀タリウム温度計は、摂氏- 62度の温度を測定できるようになりました。 水銀温度計は、小さな欠陥にもかかわらず、最も正確な温度計の 1 つと見なされています。

現在

正確ではあるがより面倒な測定値を提供する水銀体温計の代わりに、人々は現在電子体温計を使用しています。 電子体温計は、より便利で、速く、安全です。 電子体温計には、次のようなさまざまなスタイルがあります。ハードチップ, ソフトチップと防水さまざまなグループの人々のニーズに応えることができるバージョン。

リチャード

営業部長

杭州健康シャイニング電子技術有限公司

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