Почему в градусниках и термометрах используется именно ртуть? Как она держится на критической отметке и почему не спадает, когда градусник охлаждается? Насколько опасны ртутные градусники?
Уникальные свойства ртути
Ртуть – это металл, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии. Ртуть обладает высокой теплопроводностью, имеет максимально низкую температуру плавления. При сильном нагревании и охлаждении ртуть не изменяет свои свойства, то есть ртутные градусники можно использовать и в мороз и в жару. Кроме того, большое удобство – это то, что ртуть не прозрачна.
При нагревании металл расширяется и движется вверх, так как ему становится тесно внизу. Важно, что ртуть имеет линейную шкалу расширения. Это позволяет деления на термометре располагается на равном расстоянии и измерения температуры по ним остаются весьма точными. Линейность расширения металла также значит, что расширяется ртуть быстро, но стабильно, то есть, находясь в стеклянном резервуаре (градуснике), она не спровоцирует его взрыва при сильном нагревании. Также, благодаря своему химическому составу, ртуть не вступает в реакцию со стеклом.
Почему температура в градуснике не спадает, пока его не стряхнешь
Как было сказано выше, свойство ртути - при нагревании расширяться, а соответственно при охлаждении сужаться. То есть, по логике, после того, как градусник нагрелся, и ртуть поднялась вверх, при охлаждении его, она должна сразу начинать сползать вниз. Но этого в градусниках не происходит. Почему же?
Для ответа на этот вопрос, в первую очередь нужно знать, как именно устроен градусник. Во-первых, он полностью герметичен. Во-вторых, он имеет отдельно резервуар для ртути (в самом низу) и измерительную трубку (поверх которой наносится шкала деления), которые соединены между собой очень тонким капилляром.
То есть получается так: градусник нагревается, ртуть расширяется, в колбе ей становится мало места и она из нее как бы вылезает наверх. Проход (капилляр) до шкалы настолько тонкий, что проходя через него, ртути приходится разделяться на очень мелкие шарики, чтобы протиснуться через «туннель», но так как деваться некуда, ртуть все равно через него «проползет». Пройдя капилляр, ртуть снова сцепляется в единую полоску в измерительной трубке.
А как только градусник охлаждается, давление от расширения металла прекращается, и по идее, ртуть должна уменьшиться и вылиться обратно в колбу. Но так как, в капилляре ртуть прервалась (делилась на шарики), то целостная цепочка тоже исчезла, и без любого воздействия (помните, что градусник герметичен), ртуть просто замирает в том положении, в котором и была.
Чтобы вернуть ее обратно в колбу, нам и приходится трясти градусник, что воссоздать давление на ртуть, заставить ее соединиться со всеми своими шариками, оставшимися в капилляре и благополучно «утечь» обратно в колбу.
В чем опасность
Опасность ртутных градусников наступает только в одном случае – если градусник разобьется и ртуть выльется наружу. Ртуть – очень токсичный металл. И при попадании в организм человека (через воздух, воду и т.д.), может нанести непоправимый вред.
Поэтому, если вдруг случайно разбили градусник, срочно выводите всех из комнаты, откройте окно (но не допускайте сквозняка!), наденьте маску (можно ее смочить водой) и резиновые перчатки и аккуратно уберите осколки градусника в полиэтиленовый пакет. Затем возьмите листы бумаги и потихоньку скатывайте шарики ртути друг к другу, объединив их в единый шарик. Такой шар затем следует поместить в емкость с водой или лучше с марганцовкой. Если шарики ртути забились в щели – можно достать их с помощью скотча или пластыря. Все это потом необходимо утилизировать, а место «аварии» тщательно промыть дезинфицирующим раствором.
Чтобы избежать подобной неприятности, держите градусник всегда в защитном футляре, стряхивайте его, только находясь на приличном расстоянии от любых предметов, об которые им можно задеть, а также никогда не давайте держать градусник детям.
