Як працює градусник: чому не змінює показання після виміру і що міститься усередині, якщо не ртуть?

Кожен знає, що після того, як звичайний ртутний градусник продемонстрував температуру тіла, показання не зміняться, якщо його не струсити. Чому коли ми виміряли температуру тіла, і намагаємось охолодити термометр, помістивши його в холодну воду, він не стає холоднішим? Чому ми маємо «охолоджувати» його, струшуючи? Це здається щось незрозумілим. але які причини. Чому так відбувається? Що міститься усередині, якщо не ртуть? У цій статті ми розберемося, чому ртуть у градуснику не опускається назад!

Як винайшли градусник: історія зародження

Сучасну форму термометру надав Фаренгейт ще 1723 року. Спочатку він наповнював свої трубки спиртом і лише потім перейшов до ртуті. Нуль своєї шкали він поставив при температурі суміші снігу з нашатирем або кухонною сіллю, при температурі "початку замерзання води" він показував 32 °, а температура тіла здорової людини в роті або в пахві була еквівалентна 96 °.

Остаточно встановив обидві постійні точки шведський астроном, геолог і метеоролог Андерс Цельсій у 1742 році, але спочатку він ставив 0 ° при точці кипіння, а 100 ° при точці замерзання. Пізніше, вже після смерті Цельсія, його сучасники та співвітчизники Карл Лінней та Мортен Штремер використали цю шкалу у перевернутому вигляді – за 0° стали приймати температуру плавлення льоду, а за 100° – кипіння води. У такому вигляді шкала виявилася дуже зручною, набула широкого поширення і використовується до нашого часу.

В 1848 англійський фізик Вільям Томсон (він же лорд Кельвін) довів можливість створення абсолютної шкали температур, нуль якої не залежить від властивостей води або речовини, що заповнює термометр. Точкою відліку в шкалі Кельвіна стало значення абсолютного нуля: −273,15° С. При цій температурі припиняється тепловий рух молекул, а отже, стає неможливим подальше охолодження тіл. Далі розберемося як працює градусник.

Чому градусник не струшується? Як усунути цю проблему?

Більшість людей хоч раз стикалися з ситуацією, коли після вимірювання температури ртутний градусник відмовляється скидати показання. Давайте розберемося, у чому може бути причина та як вирішити цю проблему.

Історія створення ртутного градусника

Перший ртутний термометр був винайдений у 1714 році німецьким фізиком Даніелем Габріелем Фаренгейтом. Він використовував як робочу речовину ртуть, яка лінійно розширюється при нагріванні. Це дозволило створити досить точний прилад вимірювання температури.

Фаренгейт встановив на своїй шкалі дві постійні точки: 32° при температурі танення льоду та 96° - за нормальної температури тіла людини.

В 1742 шведський астроном Андерс Цельсій запропонував іншу шкалу, де 0 ° відповідало температурі замерзання води, а 100 ° - температурі кипіння. Цю шкалу пізніше перевернули для зручності використання, і саме вона набула широкого поширення.

Як влаштований ртутний градусник

Ртутний медичний термометр складається з наступних елементів:

• Скляна трубка з кулястим розширенням (резервуар) у нижній частині



• Тонкий капіляр, що з'єднує резервуар та вимірювальну трубку



• Ртуть, що заповнює резервуар та частково капіляр.



• Шкала вимірювання температури на трубці

При нагріванні від тіла людини ртуть розширюється і піднімається вздовж капіляра вимірювальну трубку. Висота підйому пропорційна температурі. Після вимірювання для скидання показань градусник струшують, повертаючи ртуть назад у резервуар.

Чому градусник не струшується - причини проблеми, що виникла

Основні причини, через які ртутний градусник не збивається після вимірювання температури:

1. Вузький просвіт капіляра не пропускає ртуть назад у резервуар.



2. Загущення ртуті при охолодженні, ускладнює її перебіг



3. Попадання бульбашки повітря в капіляр або резервуар



4. Механічне пошкодження градусника від удару

Також причиною може бути неякісне складання градусника або порушення техніки струшування. Розглянемо ці причини докладніше.

Чому градусник погано струшується

Конструктивні недоліки сучасних моделей

У сучасних градусниках часто економлять як виготовлення ключових деталей:

• Роблять капіляр занадто тонким, що заважає зворотному струму ртуті.



• Використовують дешеве низькоякісне скло



• Порушують технологію виготовлення та наповнення приладу

У результаті навіть новий градусник може погано струшувати показання і вимагати значних зусиль при струшуванні. Це одна із головних причин проблеми.

Неякісне виробництво

Як видно з порівняльної таблиці вище, з роками якість ртутних градусників на вітчизняному ринку лише погіршувалась. Зараз 99% всіх термометрів, що продаються - це дешеві китайські підробки.

Порушення правил експлуатації

Багато проблем зі струшуванням виникають з вини самих користувачів. Часті помилки:

• Зберігання градусника в холодильнику



• Різке струшування відразу після виміру



• Удари об тверді поверхні



• Спроби струсити у перевернутому положенні

Всі ці дії можуть призвести до поломки градусника або виникнення інших проблем, що заважають нормальному струшуванню.

Фізичні властивості ртуті

Не варто забувати, що ртуть – це не вода. Це важкий метал із специфічними властивостями. Наприклад, вона суттєво зріджується при охолодженні, що заважає зворотній течії у вузькому капілярі градусника.

Тому після вимірювання температури тіла, коли градусник сильно нагрітий, ртуть може не бажати повертатися в резервуар до повного остигання. Це природна фізична властивість, яку варто звернути увагу.

Щоб вирішити проблему зі струшуванням показань, рекомендується дотримуватися таких правил:

Покрокова інструкція

1. Зачекайте, поки градусник повністю охолоне до кімнатної температури



2. Візьміть градусник за кінець, протилежний резервуару з ртуттю



3. Різко струсіть їм 2-3 рази по дузі, як маятником



4. Поверніть градусник резервуаром вниз і повторіть струшування



5. За необхідності повторіть процедуру

Такий алгоритм дій дозволить скинути показання дуже впертого градусника. Головне терпіння та правильна техніка.

Поради щодо ефективного струшування

• Використовуйте щільну тканину для кращого захоплення та амортизації



• При сильному загусанні ртуті зігрійте градусник руками



• Стукайте резервуаром по долоні, але акуратно



• Зберігайте градусник за кімнатної температури

Ці нескладні поради спростять процес скидання показань та продовжать термін служби приладу.

Типові помилки

При струшуванні градусника не можна:

• Бити і кидати прилад про тверді поверхні



• Трясти в перевернутому вигляді, резервуаром вгору



• Стискати скляну трубку



• Використовувати гострі предмети для "підштовхування" ртуті

Всі ці дії можуть пошкодити градусник і лише погіршать проблему зі струшуванням.

Що робити, якщо градусник розбився

Розбитий ртутний градусник – потенційна загроза здоров'ю через токсичність парів ртуті. При прибиранні потрібно дотримуватися таких запобіжних заходів:

Правила безпечного прибирання

• Одягти рукавички, маску, видалити людей та тварин



• Закрити або відгородити зону розливу



• Забезпечити гарне освітлення



• Відкрити вікна для провітрювання

Потім можна приступати до збирання ртуті. Краще використовувати для цього аркуш паперу, липку стрічку і банку з водою, що щільно закривається.

Як зібрати та утилізувати ртуть

Збирати розлиту ртуть потрібно дуже акуратно з країв розливу до центру за допомогою паперу/фольги та переміщати до банку-контейнера. Невеликі кульки можна зібрати скотчем чи піпеткою.

Зібрану ртуть у закритій банці потрібно передати до пункту прийому для подальшої утилізації. У жодному разі не можна виливати її в каналізацію, відро для сміття або залишати розлитою.