Ένα θερμόμετρο υδραργύρου είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μοντέλων, μεγέθη και προδιαγραφές, αλλά η γενική αρχή λειτουργίας είναι περίπου η ίδια σε όλες τις περιπτώσεις. Το θερμόμετρο έχει συνήθως ένα μικρό απόθεμα υγρού υδραργύρου στη βάση του, το οποίο είναι πιο συχνά υπό πίεση. πάνω από αυτό είναι συνήθως ένας γυάλινος ή συνθετικός σωλήνας με βαθμονομημένη κλίμακα θερμοκρασίας. Ο υδράργυρος, που είναι ένα χημικό στοιχείο, ανεβαίνει και πέφτει ως απόκριση στις μεταβολές της θερμοκρασίας και η παρακολούθηση του σημείου που σταματά κατά μήκος της κλίμακας παρέχει μια ανάγνωση του πόσο ζεστή ή κρύα είναι μια συγκεκριμένη ουσία. Πολλά από αυτά τα εργαλεία χρησιμοποιούνται στην ιατρική και γύρω από το σπίτι για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος, αν και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν έξω και σε πιο επαγγελματικές μετεωρολογικές καταστάσεις. Σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται επίσης στις κουζίνες, συνήθως ως τρόπος παρακολούθησης των ζεστών υγρών, αλλά οι περισσότεροι σύγχρονοι σεφ προτιμούν περισσότερους μετρητές ειδικά για τα τρόφιμα. Υπάρχουν συνήθως διάφορες διαθέσιμες επιλογές και μοντέλα ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση.
Προέλευση
Το βασικό εργαλείο είναι συνήθως αρκετά απλό. Ο υδράργυρος, ο οποίος μερικές φορές είναι επίσης γνωστός ως quicksilver, είναι ένα αργυρόχρωμο υγρό που ανταποκρίνεται πολύ καλά στις ατμοσφαιρικές αλλαγές, ιδιαίτερα στη θερμοκρασία και στη βαρομετρική πίεση. Ο γερμανός φυσικός Gabriel Fahrenheit πιστώνεται ότι εφηύρε το πρώτο θερμόμετρο υδραργύρου το 1714, το οποίο κατασκεύασε με έναν γυάλινο σωλήνα συνδεδεμένο σε ένα μικρό πηγάδι υδραργύρου. Αυτός ο υδράργυρος ήταν ασφαλισμένος σε ένα μεταλλικό άκρο. Το μέταλλο θεωρείται συνήθως καλός αγωγός της θερμότητας και ο Φαρενάιτ παρατήρησε ότι όταν αυτή η άκρη τοποθετήθηκε σε υγρά ποικίλων θερμοκρασιών, ο υδράργυρος ανέβαινε και έπεφτε στον γυάλινο θάλαμο. Στη συνέχεια ανέπτυξε ένα σύστημα βαθμονόμησης για να δημιουργήσει μια κλίμακα για εύκολη ανάγνωση. Τα περισσότερα σύγχρονα μοντέλα λειτουργούν με αυτόν τον τρόπο, και παρόλο που έχουν γίνει πρόοδοι όσον αφορά την παρουσίαση, τα βασικά είναι συνήθως περίπου τα ίδια.
Μηχανική και πώς λειτουργούν
Τα περισσότερα θερμόμετρα συγκρατούν μεταξύ 0.02 ουγγιές (0.5 g) και 0.1 ουγγιές (3 g) υδραργύρου. Το παχύ γυαλί περικλείει γενικά το ευαίσθητο στη θερμοκρασία υγρό μέταλλο. Όταν το εργαλείο τοποθετείται σε εξωτερικό χώρο ή στο σώμα, το μεταλλικό άκρο θερμαίνεται και ο υδράργυρος τεντώνεται κατά μήκος του κοίλου χώρου μέσα στο σωλήνα. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες αναγκάζουν τον υδράργυρο να μεγαλώνει περισσότερο, ενώ οι χαμηλές θερμοκρασίες προκαλούν πτώση ή συρρίκνωση του. Αυτά τα θερμόμετρα συνήθως επισημαίνονται με ενδείξεις θερμοκρασίας στην κλίμακα Φαρενάιτ ή Κελσίου.
Συνηθέστερες χρήσεις
Αυτού του είδους τα θερμόμετρα χρησιμοποιούνται πιο συχνά στην ιατρική και τη μετεωρολογία. Οι γιατροί χρησιμοποιούν συχνά μια έκδοση που είναι γνωστή ως το μέγιστο θερμόμετρο υδραργύρου για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος. Αυτός ο τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε από το στόμα, δηλαδή να γλιστρήσει κάτω από τη γλώσσα, είτε από το ορθό.
Ένα μέγιστο θερμόμετρο τύπου υδραργύρου λειτουργεί σχεδόν με τον ίδιο τρόπο όπως η τυπική έκδοση, αλλά ο υδράργυρος δεν συρρικνώνεται ξανά στην άκρη όταν αφαιρείται από μια πηγή θερμότητας. Αυτό επιτρέπει τη διατήρηση των μετρήσεων της θερμοκρασίας έως ότου ο υδράργυρος αναγκαστεί να επιστρέψει στην άκρη με φυγόκεντρη δύναμη ή ανακινώντας το θερμόμετρο με την κεφαλή στραμμένη προς το πάτωμα. Το αέριο άζωτο είναι αυτό που συνήθως συγκρατεί τον υδράργυρο στη θέση του και συνήθως πρέπει να εισαχθεί κατά τη διαδικασία παραγωγής.
Τα θερμόμετρα με υδράργυρο μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν από μετεωρολόγους για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα. Ο τυπικός υδράργυρος παγώνει στους -37.89°F (-38.83°C). Για να μετρήσουν θερμοκρασίες κάτω από αυτό το σημείο, οι μετεωρολόγοι συχνά αναμιγνύουν τον υδράργυρο με το κράμα θαλλίου. Το θάλλιο μειώνει το σημείο πήξης στους -78°F (-61.1°C). Εάν ο υδράργυρος παγώσει, το άζωτο μπορεί να πιαστεί πίσω από το μέταλλο με αποτέλεσμα το θερμόμετρο να σταματήσει να λειτουργεί.
Ασφάλεια ανησυχίες
Ο υδράργυρος μπορεί να είναι τοξικός εάν καταναλωθεί και μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη στο δέρμα και στα μάτια εάν τον αγγίξετε ή αναπνευστική δυσχέρεια εάν εισπνευστεί. Αυτό οδήγησε μερικούς ανθρώπους να αμφισβητήσουν τη σοφία να υπάρχει ο υδράργυρος τόσο εύκολα προσβάσιμος στα σπίτια. Μέσα στα όρια του θερμομέτρου δεν υπάρχει συνήθως κανένας κίνδυνος για την ασφάλεια, αλλά εάν σπάσει το γυαλί, η έκθεση είναι πιθανή. Ο χυμένος υδράργυρος μπορεί να είναι πολύ δύσκολος στον καθαρισμό, καθώς το χαλαρό υγρό συχνά σχηματίζει στρογγυλεμένες «μπάλες» που μπορούν να αναπηδήσουν και να διασκορπιστούν σε ένα πάτωμα ή δωμάτιο.
Τα περισσότερα σύγχρονα θερμόμετρα είναι κατασκευασμένα από πολύ ισχυρότερο γυαλί από τα αρχικά τους, και η ποσότητα υδραργύρου που περιέχεται σε καθένα είναι αρκετά χαμηλή σε κάθε περίπτωση. Το ίδιο ακριβώς, λόγω των κινδύνων που συνδέονται με τη δηλητηρίαση από υδράργυρο, πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο, κυρίως στην Ευρώπη, έχουν απαγορεύσει τα θερμόμετρα με βάση τον υδράργυρο για ιατρική χρήση. Είναι επίσης δύσκολο να αγοράσετε θερμόμετρα υδραργύρου για οικιακή χρήση σε πολλές από αυτές τις χώρες.
Οι Ηνωμένες Πολιτείες δεν έχουν απαγορεύσει τον υδράργυρο σε ιατρικά περιβάλλοντα, αν και πολλές ομάδες υπεράσπισης έχουν συστήσει μια σειρά προφυλάξεων ασφαλείας. Η Αμερικανική Ακαδημία Παιδιάτρων και η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών, για παράδειγμα, έχουν προτείνει εναλλακτικές συσκευές μέτρησης θερμοκρασίας για προσωπική χρήση, προκειμένου να μειωθεί ο κίνδυνος τυχαίας έκθεσης.