Ртутный градусник не стряхивается что делать: Почему ртутные градусники перестали стряхиваться › Статьи и новости › ДокторПитер.ру

Почему ртуть в градуснике не опускается, история и принцип работы термометра

Каждый знает, что после того, как обычный ртутный градусник продемонстрировал температуру тела, показания не изменятся, если его не стряхнуть. Почему когда мы измерили температуру тела, и пытаемся охладить термометр, поместив его в холодную воду, он не становится холоднее? Почему мы должны «охлаждать» его, встряхивая? Это кажется что-то очень не понятным… но каковы причины. Почему так происходит? В данной статье мы разберёмся почему ртуть в градуснике не опускается обратно!

Pixabay

Разбираемся, почему у медицинского термометра есть такая странная особенность

Как изобрели градусник: история зарождения

Современную форму термометру придал Фаренгейт ещё в 1723 году. Первоначально он наполнял свои трубки спиртом и лишь затем перешёл к ртути. Ноль своей шкалы он поставил при температуре смеси снега с нашатырём или поваренной солью, при температуре «начала замерзания воды» он показывал 32°, а температура тела здорового человека во рту или в подмышке была эквивалентна 96°.

Окончательно установил обе постоянные точки шведский астроном, геолог и метеоролог Андерс Цельсий в 1742 году, но первоначально он ставил 0° при точке кипения, а 100° при точке замерзания. Позже, уже после смерти Цельсия, его современники и соотечественники Карл Линней и Мортен Штремер использовали эту шкалу в перевёрнутом виде — за 0° стали принимать температуру плавления льда, а за 100° — кипения воды. В таком виде шкала оказалась очень удобной, получила широкое распространение и используется до нашего времени.

В 1848 году английский физик Вильям Томсон (он же лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур, ноль которой не зависит от свойств воды или вещества, заполняющего термометр. Точкой отсчета в шкале Кельвина послужило значение абсолютного нуля: −273,15° С. При этой температуре прекращается тепловое движение молекул, а следовательно, становится невозможным дальнейшее охлаждение тел. Далее разберемся как работает градусник.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как работает градусник: что в нём

Термометр измеряет температуру через стеклянную трубку, запечатанную ртутью, которая расширяется или сжимается при повышении или понижении температуры. По мере повышения температуры заполненная ртутью колба расширяется в капиллярную трубку. Его скорость расширения откалибрована по стеклянной шкале.

Но как работает градусник «изнутри»? Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр, при изменении температуры окружающей среды. В качестве нертутного заполнения термометров используются спирты (этиловый, метиловый, пропиловый), пентан, толуол, сероуглерод, ацетон, таллиевая амальгама и галлий. В современных медицинских градусниках вместо токсичной ртути используется безопасный для человека сплав галинстан — 68,5% галлия, 21,5% индия и 10% олова.

Предназначение: почему ртуть в градуснике не опускается обратно

Вы задумывались когда-то почему встряхивают градусник? Давайте разберемся с этим вопросом. Термометр, предназначенный для измерения температуры тела, должен сохранять показания после использования. Для этого колба со ртутью соединяется с измерительной трубкой тонким капилляром, по которому ртуть, нагреваясь от тепла тела, по каплям поступает в трубку. Вернуться в колбу жидкий металл уже не может из-за отсутствия обратного давления в трубке, а чтобы сбросить показания градусника, его нужно несколько раз встряхнуть, направив ртуть в капилляр и колбу.

Причина, по которой термометр сконструирован таким образом, заключается скорее всего в том, что врач или медсестра могут не торопиться с «чтением» термометра, который в противном случае начал бы показывать более низкие температуры, как только его вынимают изо рта пациента или где бы то ни было. Не удобно, не так ли?

Отметим, что вы не охлаждаете термометр, встряхивая его — вы толкаете жидкость обратно в резервуар с дополнительной силой, возникающей от ускоренного движения.

Почему не сбивается ртутный термометр? 👩🏼‍⚕️ Читайте больше о термометрах на сайте медтехники medmag.ua

 Для измерения температуры тела используются различные приборы. Среди них электронные, инфракрасные и обычные ртутные термометры. Последние постепенно теряют свою актуальность из-за наличия в составе токсичного вещества — ртути. Но практически в каждой семье найдется бытовой ртутный измерительный прибор, которым мы иногда пользуемся. Почему ртутные термометры не сбиваются после измерения температуры? — популярный вопрос многих медицинских форумов.

Как устроен ртутный термометр?

Так как ртуть токсична, то измерительную шкалу закрепляют в корпусе. Корпус может быть деревянным, стеклянным, металлическим или пластиковым. 

Для измерения температуры тела в домашних условиях используют устройства с тонким стеклянным корпусом, который нагревается под воздействием температуры тела человека. По мере повышения температуры тела вещество расширяется и заполняет капиллярную трубку. 

Скорость движения ртути по измерительной колбе отображается на специальной шкале. Шкала имеет отметки, которые показывают температурный режим. В основе работы любого ртутного термометра — принцип расширения жидкости. Ртуть хоть и относится к металлам, но находится внутри колбы в жидком виде.  

 В качестве измерительного вещества, кроме ртути, могут применяться:

В ассортименте многих современных магазинов медтехники можно жидкостный градусник купить, где вместо токсичного вещества используют полностью безопасный сплав. Он состоит из индия, галлистана и галлия в определенном соотношении и полностью безопасен для окружающей среды.

Ртутный термометр: почему вещество не опускается обратно?

После проведения процедуры вам постоянно приходится встряхивать градусник, чтобы ртутная шкала вернулась в исходное положение. После измерения ее показатель самостоятельно вниз не опускается. Почему так происходит? Этот вопрос волнует многих пользователей.

Такой принцип работы ртутного измерительного прибора основан на ряде факторов:

• термометр нацелен на показ максимальной температуры;

• колба с ртутью сужается в месте соединения с резервуаром;

• ртуть расширяется вследствие повышения температуры окружающей среды;

• после снижения температуры ртуть обратно вернуться не может из-за отсутствия давления.

В таком случае ей понадобится дополнительный импульс. Именно искусственное встряхивание позволяет вытолкнуть жидкость обратно в резервуар. 

Последние несколько лет покупка ртутного градусника, который хорошо встряхивается, стала настоящей проблемой. Большинство покупателей жалуются: чтобы вытолкнуть ртуть обратно в резервуар, приходится прикладывать немалые усилия. 

При покупке ртутного измерительного прибора необходимо прибегнуть к одной небольшой хитрости: потрите кончик прибора и дайте ртути немного подняться. Потом встряхните изделие — если жидкость быстро вернулась в исходное положение, то можете смело такой градусник покупать.

Существуют и бракованные ртутные термометры. Брак можно распознать очень быстро: обильное встряхивание не дает результатов — ртуть остается в одном положении. Это возникает из-за поврежденного ртутного капилляра, в который попал воздух. Пользоваться таким градусником категорически запрещено. Следует немедленно его утилизировать.

Зачем нужно «встряхивать» ртутный градусник? Мне рассказал один производитель… — Как все работает

10 марта 2005 г. 10 марта 2005 г. Лу Блумфилд термометры и термостаты

Зачем нужно «встряхивать» ртутный градусник? Один производитель сказал мне, что ртуть расширяется, но не сжимается. Кроме того, правда ли, что закругленное стекло действует как лупа, потому что отверстие такое маленькое? — ДжБ

Меркурий действительно расширяется с температурой; кроме того, он расширяется с температурой быстрее, чем расширяется стекло. Вот почему столбик ртути поднимается внутри своего стеклянного сосуда. В то время как оба материала расширяются по мере нагревания, ртуть испытывает большее увеличение в объеме и должна течь вверх по узкому каналу или «капилляру» внутри стекла, чтобы найти место для себя.

Меркурий по существу несжимаем, поэтому, когда он расширяется, он давит настолько сильно, насколько это необходимо, на все, что его содержит, чтобы получить необходимое ему пространство. Вот почему у типичного термометра есть дополнительная камера в верхней части капилляра. В эту камеру будет поступать расширяющаяся ртуть, если она полностью поднимется вверх по капилляру, так что ртуть не лопнет термометр, если он перегреется. Короче говоря, сила, толкающая ртуть вверх по столбу, может быть огромной.

Сила, толкающая ртуть вниз по колонке по мере ее охлаждения, ничтожна по сравнению с ней. Ртуть точно сжимается при охлаждении, так что производитель говорит вам ерунду. Но то, что ртуть сжимается при охлаждении, не означает, что вся она стечет обратно по колонне. Ртути нужен толчок, чтобы протолкнуть ее через узкий канал.

Ртуть слабо притягивается к стеклу, поэтому практически не прилипает к стенкам своего канала. Однако, как и все жидкости, ртуть обладает вязкостью, сиропообразностью, и эта вязкость замедляет ее движение по любой трубе.

Чем уже труба, тем сильнее приходится давить на жидкость, чтобы она продолжала течь по этой трубе. Фактически, поток через трубу обычно масштабируется как 4-я степень радиуса этой трубы, поэтому даже незначительное сужение артерий может резко ухудшить кровоток у людей. Капилляры, используемые в лихорадочных термометрах, настолько узки, что ртуть с огромным трудом проходит через них. Чтобы быстро протолкнуть ртуть через такой капилляр, требуются большие усилия.

Во время расширения достаточно силы, чтобы протолкнуть ртуть вверх через капилляр. Однако во время сокращения силы, проталкивающие ртуть обратно по капилляру, слишком слабы, чтобы удерживать колонку вместе. Это связано с тем, что единственное, что находится над столбом жидкой ртути, — это тонкий пар газообразной ртути, и этот пар слишком слабо давит на жидкость, чтобы иметь значительный эффект. И хотя гравитация также может давить на жидкость, если термометр ориентирован правильно, она не оказывает достаточно сильного давления, чтобы сильно помочь.

Сжимающемуся столбу ртути требуется несколько часов, чтобы опуститься вниз, если он вообще опускается. Он часто распадается на секции, каждая из которых дрейфует вниз со своей скоростью. И, как два читателя (Майкл Хью Ноулз и Миодраг Дарко Матович) оба указали мне в последние дни, в капилляре у его основания есть узкое сужение, и ртутный столбик всегда разрывается в этом сужении во время сокращения. Поскольку верхняя часть ртутного столбика остается почти нетронутой, когда столбик ломается в месте сужения, легко определить самую высокую температуру, достигнутую термометром.

Сильное встряхивание термометра — это то, что опускает ртуть вниз и, в конечном счете, проталкивает ее через сужение, чтобы она воссоединилась в один столбец. По сути, вы заставляете стекло ускоряться так быстро, что ртуть остается позади. Ртуть не опускается на дно термометра; вместо этого стакан подпрыгивает вверх, а ртуть отстает. Ртуть опускается на дно термометра по собственной инерции.

Вы правы, стеклянная трубка действует как лупа для тонкого столбика ртути. Подобно высокому стакану с водой, он действует как цилиндрическая линза, которая увеличивает узкую полоску металла в широкое изображение.

Присоединение к отдельной колонке термометра

Отдельная колонка — это колонка, в которой части ртути или спирта отделяются от основной колонки. Разделение столбцов в термометрах является обычным явлением, особенно после транспортировки или в других ситуациях, вызывающих чрезмерные вибрации. В спиртовых термометрах разделение столбцов может выглядеть как маленькие пузырьки. Они могут быть вызваны тенденцией к перегонке в теплую погоду; пары спирта конденсируются в верхней части канала ствола. Разделение столбцов может привести к защемлению минимального индексного стержня термометра.

Разделенные колонки обычно можно воссоединить одним из следующих способов: постукиванием, применением центробежной силы и нагреванием. Порядок действий следующий:

Постукивание – Крепко возьмитесь за термометр одной рукой чуть ниже середины, концом колбы вниз, согнув пальцы и большой палец вокруг краев монтажной рамы.

Не прикасайтесь и не нажимайте на саму стеклянную трубку, иначе она может треснуть во время постукивания. Убедитесь, что термометр надежно закреплен на раме. Ударьте краем рамки о ладонь другой руки. Повторяйте несколько раз по мере необходимости или до тех пор, пока успех не станет сомнительным.

В случаях, когда короткий сегмент ртути застрял в верхнем конце отверстия, держите термометр перевернутым (концом колбы вверх) во время постукивания. Эта процедура особенно подходит для максимального термометра; более тяжелый основной столбик ртути над сужением легко соскользнет, ​​чтобы соединиться с коротким сегментом.

Использование центробежной силы – Крепко возьмитесь за термометр, как при постукивании, за исключением того, что возьмите термометр немного выше середины и держите его так, чтобы конец груши был направлен наружу. С рукой, вытянутой в почти горизонтальном положении, быстро поверните термометр вниз; резко остановитесь, когда термометр достигнет вертикального положения. Повторите несколько раз по мере необходимости. Убедитесь, что термометр надежно закреплен и находится на достаточном расстоянии от препятствий. При минимальном термометре махи вниз можно начинать с вытянутой вверх руки, образуя дугу в 3 или 4 фута. Качание максимальным термометром всегда нужно начинать с руки на уровне или чуть ниже горизонтали, при этом ртутный столбик должен упираться в перетяжку; в противном случае сужение может быть сломано.

В качестве альтернативы минимальный термометр можно быстро раскрутить на прочном шнуре, проволоке или цепи, закрепленной через отверстие в верхней части монтажной рамы. Шнур или цепочку можно взять непосредственно или прикрепить к рукоятке психрометра; длина шнура должна быть около 8 дюймов.

Нагрев – Нагрев колбы термометра часто является самым быстрым и успешным методом восстановления разделения колонок. Тепло можно применить, подержав лампочку под краном с горячей проточной водой или погрузив ее в кастрюлю с медленно нагревающейся водой.

Позаботьтесь о том, чтобы вынуть колбу из воды до того, как ртутный или спиртовой столбик поднимется слишком далеко в расширительную камеру в верхней части отверстия термометра. Процедуры воссоединения колонок:

1. Для минимального (спиртового) термометра нагревайте колбу вышеописанным способом до тех пор, пока основной столбик не войдет в расширительную камеру, но не заполнит ее полностью. Этот нагрев должен вытеснить все пузырьки воздуха вверх по отверстию и в расширительную камеру, где они должны подняться над спиртом.

Не позволяйте спирту полностью заполнить расширительную камеру – продолжающееся нагревание и возникающее внутреннее давление могут привести к разрыву трубки термометра (либо в колбе, либо в верхней части).

2. Для максимального (или ртутного) термометра, если есть только один отдельный сегмент столбца, сначала попробуйте метод 1 (постукивание) с перевернутой грушей термометра. Однако, если есть несколько небольших отдельных сегментов колонки, нагревайте до тех пор, пока небольшое количество ртути не попадет в расширительную камеру.