Градусник – это устройство для измерения температуры. Ртутный градусник, как следует из названия, содержит ртуть. Ртуть – это жидкий металл, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии. Ртуть имеет очень низкое поверхностное натяжение, что делает ее очень пригодной для использования в градусниках. При нагревании ртуть расширяется, что приводит к изменению высоты жидкости в стеклянном корпусе, в котором находится градусник. В зависимости от температуры ртуть расширяется или сжимается, и это вызывает изменение высоты жидкости в стеклянной трубке градусника, что и позволяет определить температуру.
Но почему этот процесс не приводит к разрушению градусника? Ответ заключается в особенностях ртутного градусника. Существует несколько причин того, что градусник не лопнет от растущего давления ртути.
Во-первых, стекло, из которого изготавливается градусник, обладает высокой прочностью и устойчиво к экстремальным температурам. Стеклянные градусники проходят ряд тестов прочности и безопасности еще на стадии производства, чтобы убедиться в том, что они не расколются или не лопнут при работе в обычных условиях.
Во-вторых, ртуть обладает очень низким коэффициентом теплового расширения по сравнению с другими металлами. Коэффициент теплового расширения равен отношению изменения длины к изначальной длине при изменении температуры на 1 градус Цельсия. У ртути коэффициент теплового расширения составляет всего 0,000181 см/см × °C. Это означает, что ртуть очень незначительно расширяется при нагревании, что не создает значительного давления внутри градусника.
В-третьих, внутреннее давление ртути в градуснике ограничено воздушным пространством, находящимся над ртутью. Градусник имеет закрытую конструкцию, что означает, что ни один воздух не может попасть внутрь градусника, а следовательно, и свободное пространство над ртутью также ограничено стеклянным корпусом.
В-четвертых, градусники дизайнируются таким образом, чтобы избежать перегрева ртути по причине того, что перегретая ртуть может вызвать ее расширение в стеклянной трубке, а это приведет к повреждению градусника. Благодаря этому, ртуть остается сравнительно спокойной внутри градусника, не создавая значительного внутреннего давления.
Градусники, вцелом, спроектированы таким образом, чтобы обеспечить безопасность при использовании и точность измерения температуры. Несмотря на то, что ртуть может быть ядовитой, она остается безопасной внутри стеклянной трубки градусника. Продукты их изготовления также имеют свои характеристики, и они пользуются очень большой популярностью, например, у населения линейных борцов.
В целом, ртутный градусник является простым, дешевым и надежным способом измерения температуры, который используется повсеместно в науке, промышленности и быту. Благодаря тому, что ртуть расширяется соответствующим образом в зависимости от изменения температуры, градусники могут быстро и точно измерять температуру в широком диапазоне температур, например, от -35 градусов Цельсия до 360 градусов Цельсия. Использование ртутных градусников для измерения температуры может быть необходимым и удобным для решения разных задач, но при этом надо соблюдать осторожность. Использование ртутного градусника, несмотря на вышеизложенное, требует соблюдения всех мер безопасности и экспертизы специалистами.