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水銀為什么能測溫,水銀體溫計的由來
水銀為什么能測溫,水銀體溫計的由來

水銀為什么能測溫,水銀體溫計的由來

產品簡介
原則上,任何特性隨溫度明顯變化的物質都可以用來測量溫度。 我們也可以使用顏色隨溫度變化的物質。當這種物質發出藍光時,人們可以認出溫度很高。當它發出紅光時,人們可以認
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水銀為什么能測溫,水銀體溫計的由來資料由京儀股份為您整理編輯。文章切詞屬于水銀溫度計類下溫度計的水銀為什么能測溫由來原則上 信息。

原則上,任何特性隨溫度明顯變化的物質都可以用來測量溫度。 我們也可以使用顏色隨溫度變化的物質。當這種物質發出藍光時,人們可以認出溫度很高。當它發出紅光時,人們可以認出溫度很低。

同樣,當溫度上升或下降時,小玻璃管中的水上升或下降。 這是每個密封、充液溫度計的工作原理 然而,如果像水這樣豐富而廉價的東西能如此有效,為什么我們堅持使用像水銀這樣稀有而昂貴的東西呢?

水銀溫度計

在苐yi個溫度計發明后的幾個世紀里,人類學會了熱力學溫度 因此,較初溫度計定義了溫度 然而,苐yi溫度計不是溫度測量儀器或熱測量儀器,而是溫度測量范圍,其僅指示溫度是高還是低。 這些設備尚未校準到標準范圍,它們只能做出粗略或模糊的評估。

苐yi個溫度計發明被認為是亞歷山大的英雄,一個熱切的工程師,被認為是古代較偉大的實驗者。 他設計的裝置由一根充滿空氣的管子組成,管子的末端浸沒在一小碗水中。 當恒溫器接觸熱表面或冷表面時,空氣會膨脹或收縮,導致空氣-水界面波動。

甚至伽利略的發明也遵循同樣的原則 然而,這些發明不僅沒有刻度,而且對空氣壓力敏感。為了設計一種只對熱有反應的裝置,伽利略的學生約瑟夫·德爾梅迪戈發明了苐yi種密封的內置液體玻璃溫度計 這是苐yi個溫度計,因為它標有刻度 然而,他密封的液體不是水,而是酒精。

在恒壓下,物質受熱膨脹,因為熱量增加了原子的動能,導致它們劇烈運動,從而相互分離。體積的增加在固體中很明顯,例如金屬軌道和橡膠輪胎,以及液體,例如水、酒精、水銀和鹵素。 然而,每種物質的膨脹程度隨著溫度的升高而不同。這個物質常數叫做膨脹系數。

酒精比水更受歡迎,原因很簡單,酒精的膨脹系數更高。

即使很小的溫度變化也會導致其在管道中的體積發生劇烈變化。然而,酒精是如此脆弱,以至于這些變化會導致試管中的酒精性能幾乎不穩定。 隨著溫度的輕微變化,液體界面會不斷變化。這種不確定性令人擔憂,因為當溫度計從一鍋沸水中取出時,讀數將立即變為新環境的溫度,而新環境無法測量我們想要的開水的溫度。

為了避免這種不可靠性,荷蘭發明家丹尼爾·瓦倫黑特用水銀代替了酒精 水銀的膨脹系數高于水的膨脹系數,這意味著其體積隨溫度變化更明顯。 然而,它的變化值幾乎是酒精的六倍。 換句話說,每升高一個溫度,酒精的體積就比水銀大6倍。

這意味著水銀在密封玻璃管中的上升速度比酒精慢得多,但這也意味著溫度計從裝滿沸水的罐子中取出時,下降速度會一樣慢。 它的讀數將有效地不受干擾,使溫度計非??煽?。

在本發明之前溫度計是獨一無二的,它們的讀數不符合任何標準標度范圍。然而,瓦倫黑特提供了一個范圍讀數,適用于所有水銀溫度計,并較終擴展到所有溫度計 這種轉變并不復雜,因為幾乎所有的水銀溫度計都是沃倫海姆自己做的。后來,這個比例略有變化,現在這個溫度計叫做華氏溫度計。

酒精的過敏可以通過它的優點得到補償與水銀相比,酒精便宜得多,不那么稀有而且無毒如果水銀溫度計損壞,實驗室可能需要密封幾個小時,因為吸入水銀會導致嚴重的健康問題 酒精不是這樣的威脅。

更重要的是,水銀冰點是-40℃,酒精冰點是-115℃ 這意味著水銀溫度計不能測量-40℃的溫度,因此它不能經常用于科學實驗室或超導技術制造業。
但酒精是無色的,這迫使制造商向酒精中添加人工染料,使其清晰可見。此外,盡管酒精可以測量極低的溫度,但它不能測量超過78.37℃的溫度,因為這是酒精的沸點 與沸點水銀356.7℃相比,它低得可憐。

雖然我們無法改變水銀罕見、昂貴和有毒的特性,但我們仍然可以突破它的溫度限制。 為了進一步提高沸點,水銀通常用惰性氣體如氮氣密封 惰性氣體增加了液體上的壓力水銀,從而進一步提高了其沸點。

我們還可以通過將其與鉈結合來降低冰點。這些新的水銀-鉈溫度計現在可以測量-62℃的溫度 雖然水銀溫度計有一些小瑕疵,但它被認為是較準確的溫度計。

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