Pourquoi le mercure est-il utilisé dans les thermomètres ?

(thermomètre numérique, HS-21---Cliquez icihttps://www.cnhealthshining.com/digital-thermometer/flexible-thermometer/flexible-thermomete.html)

Aujourd'hui,thermomètres électroniquessont la température de choix pour la plupart des gens. Ils sont moins chers et plus sûrs que les thermomètres à mercure. Mais pourquoi le mercure coûteux doit-il être dans le thermomètre ?

De même, lorsque la température monte ou descend, l'eau dans un petit tube de verre monte ou descend. C'est ainsi que chaque thermomètre scelléravec des œuvres liquides. Cependant, si quelque chose d'aussi riche et bon marché que l'eau peut être si efficace,pourquoi insistons-nous pour utiliser quelque chose d'aussi rare et cher que le mercure ?

Raison 1 :Histoire

Des siècles après l'invention du premier thermomètre, les humains ont découvert les températures thermodynamiques. Par conséquent, au départ, le thermomètre définissait la température. Cependant, le premier thermomètre n'est pas un thermomètre ou un calorimètre, mais un thermomètre ranger, indiquant uniquement si la température est haute ou basse. Ces appareils ne sont pas calibrés sur une plage standard, ils ne peuvent faire que des évaluations approximatives ou vagues.

Le premier thermomètre a été inventé par Hero à Alexandrie. Il était un ingénieur intellectuel et considéré comme le plus grand expérimentateur de l'Antiquité. L'appareil qu'il a conçu consistait en un tube rempli d'air dont l'extrémité était immergée dans un petit bol d'eau. Lorsque le thermomètre touche la surface chaude ou froide, l'air se dilate ou se rétrécit, ce qui entraîne une fluctuation de l'interface air-eau.

Même l'invention de Galilée suivait le même principe. Cependant, ces inventions sont non seulement sans tartre, mais également sensibles à la pression de l'air. Pour concevoir un appareil qui ne réagit qu'à la chaleur, l'étudiant de Galileo, Joseph Delmedigo, a inventé le premier thermomètre en verre intégré à liquide scellé. C'est le premier thermomètre car il a été mis à l'échelle. Cependant, le liquide qu'il a scellé n'était pas de l'eau, mais de l'alcool.

Raison 2 :Coefficient de dilatation

A pression constante, la matière se dilate sous l'effet du chauffage, car la chaleur augmente l'énergie cinétique des atomes, les faisant se déplacer violemment, les séparant ainsi les uns des autres. L'augmentation de volume est évidente dans les rails métalliques, les pneus en caoutchouc et d'autres solides et liquides tels que l'eau, l'alcool, le mercure et les halogènes. Cependant, le degré d'expansion de chaque substance varie avec chaque degré d'élévation de température. Cette constante de la matière s'appelle le coefficient de dilatation.

L'alcool est préféré à l'eau pour la simple raison qu'il a un coefficient de dilatation plus élevé. Même un petit changement de température entraînera un changement radical du volume du tube. Cependant, l'alcool est si sensible que ces changements peuvent conduire à des performances d'alcool presque turbulentes dans le tube. L'interface liquide changera avec le léger changement de température. Cette imprévisibilité est inquiétante, car lorsque le thermomètre est retiré d'une casserole d'eau bouillante, les lectures changent immédiatement à la température du nouvel environnement, incapable de mesurer la température d'eau bouillante souhaitée.

Pour éviter ce manque de fiabilité, l'inventeur néerlandais Daniel Warrenheit a remplacé l'alcool par du mercure. Le coefficient de dilatation du mercure est supérieur à celui de l'eau, ce qui signifie que le volume de mercure varie plus nettement avec la température. Cependant, il change presque six fois moins que l'alcool. C'est-à-dire qu'à chaque fois que la température augmente, le volume d'alcool augmente six fois plus que celui du mercure.

Cela signifie que le mercure monte beaucoup plus lentement que l'alcool dans des tubes en verre scellés, mais cela signifie également que le mercure tombe aussi lentement que lorsque le thermomètre est retiré d'une casserole remplie d'eau bouillante. Ses lectures seront effectivement non perturbées, ce qui rend le thermomètre très fiable.

Avant l'invention, les thermomètres étaient uniques et leurs lectures ne se conformaient à aucune échelle standardisée. Cependant, Warrenheit a fourni une gamme de lectures qui ont été appliquées à tous les thermomètres à mercure fabriqués et éventuellement à tous les thermomètres. Cette transformation n'est pas très lourde, car presque tous les thermomètres à mercure sont fabriqués par Warren Height lui-même. Plus tard, l'échelle a légèrement changé et maintenant le thermomètre s'appelle un thermomètre Fahrenheit.

Raison 3 :Exemples de meilleure utilisation de l'alcool

L'hypersensibilité à l'alcool peut être compensée par ses avantages. Comparé au mercure, l'alcool est beaucoup moins cher, moins rare et non toxique. Si le thermomètre à mercure est endommagé, le laboratoire devra peut-être être scellé pendant plusieurs heures car l'inhalation de mercure peut causer de graves problèmes de santé. L'alcool n'a pas une telle menace.

Plus important encore, le point de congélation du mercure est - 40 C, et le point de congélation de l'alcool est - 115 C. Cela signifie que le thermomètre à mercure ne peut pas mesurer la température de - 40 C, donc il ne peut pas être souvent utilisé dans les laboratoires scientifiques ou l'industrie de fabrication de technologie supraconductrice.

Mais l'alcool est incolore, ce qui oblige les fabricants à ajouter des colorants artificiels à l'alcool pour le rendre visible. De plus, bien que l'alcool puisse mesurer des températures très basses, il ne peut pas mesurer des températures supérieures à 78,37 C, car c'est le point d'ébullition de l'alcool. Comparé au point d'ébullition du mercure à 356,7 degrés Celsius, il est pitoyablement bas.

Bien que les propriétés rares, coûteuses et toxiques du mercure ne puissent être modifiées, nous pouvons toujours franchir sa limite de température. Pour améliorer encore son point d'ébullition, le mercure est généralement scellé avec des gaz inertes, tels que l'azote. Les gaz inertes augmentent la pression sur le mercure liquide, ce qui augmente encore son point d'ébullition.

On peut aussi réduire son point de congélation en l'associant au thallium. Ces nouveaux thermomètres au mercure et au thallium sont désormais capables de mesurer des températures de - 62 degrés Celsius. Le thermomètre à mercure est considéré comme l'un des thermomètres disponibles les plus précis, malgré ses petits défauts.

Aujourd'hui

Au lieu des thermomètres à mercure, qui donnent des lectures précises mais plus gênantes, les gens utilisent maintenant des thermomètres électroniques. Les thermomètres électroniques sont plus pratiques, rapides et sûrs. Les thermomètres électroniques sont disponibles dans une variété de styles, y comprispointe dure, pointe soupleetimperméableversions, qui peuvent répondre aux besoins de différents groupes de personnes.

Richard

Directeur commercial

Santé de Hangzhou Shining Electronic Technology Co., Ltd.

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