Почему в термометрах используется ртуть?
Опубликовано: 03.09.2018
Термометр в том виде, в каком мы привыкли его видеть — в виде герметично запаянной трубки с шариком-резервуаром, заполненным рабочим телом — появился в XVII веке. Именно тогда в качестве рабочего тела стали использовать подкрашенный спирт или ртуть (вместо воздуха, являвшегося рабочим телом в первых термометрах). Такие термометры являются наиболее распространенными и по сей день.
Несмотря на то, что ртутный термометр является небезопасным (при его случайном разрушении появляется опасность вдыхания токсичных паров), ртуть продолжает применяться в качестве рабочего тела термометров. Происходит это по следующим причинам: 1. Являясь металлом, ртуть имеет высокую теплопроводность и практически линейную шкалу расширения, что обеспечивает высокую точность показаний во всем диапазоне измеряемых температур, в отличие от других традиционных для термометров рабочих тел — спирта и глицерина. Точность технических ртутных термометров достигает 0,01°С.
Почему в термометрах используется ртуть?
2. Относительно высокий (для металлов) температурный коэффициент расширения. ТКР — величина, характеризующая зависимость объёма или размера тела от температуры при постоянном давлении. Не злоупотребляя формулами, объясню так: вещество с высоким ТКР при нагревании расширяется сильнее, чем вещество с низким ТКР. Постоянное давление обеспечивает конструкция термометра в виде герметичной стеклянной трубки. 3. Большой интервал жидкого состояния — от -38,8°С (температура плавления) до 357,25°С (температура кипения). Практически ртутным термометром можно измерять температуры от -38°С до +357°С. 4. Ртуть не смачивает стекло, благодаря чему внутренний диаметр трубки термометра может быть сколь угодно малым. От диаметра трубки зависит чувствительность прибора — чем тоньше трубка, тем выше чувствительность. Именно поэтому в медицинском термометре так трудно разглядеть «столбик» — удобство принесено в жертву точности. Конструкция тоже несколько отличается — в нижней части трубки смонтировано максимальное приспособление, которое препятствует стеканию ртути в резервуар. Отсюда и официальное название «градусника»: «Медицинский стеклянный максимальный термометр ГОСТ 302-79». В заключение хотелось бы добавить, что ртутный термометр является абсолютным лидером точности среди своих собратьев (спиртовых, глицериновых и т.д.) и зачастую применяется в качестве эталона при изготовлении других видов термометров, в том числе электронных.