Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Waarom geeft het kwik ons ​​een groot bereik om de temperatuur te meten?

Kwik wordt om verschillende redenen veel gebruikt in thermometers, waardoor het een ideale stof is voor het meten van de temperatuur over een breed bereik. Hier zijn enkele sleutelfactoren die bijdragen aan de geschiktheid van kwik voor temperatuurmeting:

1. Breed temperatuurbereik: Kwik heeft een breed vloeistofbereik, wat betekent dat het gedurende een groot temperatuurinterval in vloeibare toestand blijft. Het kookpunt is 356,73°C (674,09°F), terwijl het vriespunt -38,83°C (-37,89°F) is. Hierdoor kunnen kwikthermometers temperaturen meten van ver onder het vriespunt tot hoog boven het kookpunt, wat een breed scala aan toepassingen bestrijkt.

2. Hoge thermische uitzetting: Kwik vertoont een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt het volume kwik aanzienlijk toe. Deze eigenschap maakt nauwkeurige temperatuurmetingen mogelijk, aangezien zelfs kleine temperatuurveranderingen resulteren in merkbare veranderingen in het kwikvolume. Deze uitzetting en samentrekking zijn gemakkelijk waarneembaar in het capillair van een thermometer, waardoor nauwkeurige temperatuurindicaties worden verkregen.

3. Hoge thermische geleidbaarheid: Kwik heeft een relatief hoge thermische geleidbaarheid, wat betekent dat het warmte efficiënt geleidt. Dankzij deze eigenschap kunnen kwikthermometers snel reageren op temperatuurveranderingen. Wanneer de thermometer in contact wordt gebracht met een voorwerp, wordt de warmte snel overgedragen aan het kwik, waardoor het thermisch evenwicht kan bereiken en de temperatuur nauwkeurig kan worden aangegeven.

4. Zichtbaarheid: Kwik is een glanzend, zilverwit metaal dat duidelijk zichtbaar is in een glazen thermometerbuis. De scherpe scheiding tussen de kwikkolom en de lege ruimte erboven maakt een nauwkeurige aflezing van de temperatuurmarkeringen op de thermometerschaal mogelijk.

5. Lage dampdruk: Kwik heeft een lage dampspanning, waardoor het niet gemakkelijk verdampt. Deze eigenschap minimaliseert het verlies van kwik uit de thermometer, waardoor nauwkeurigheid en een lange levensduur van het instrument worden gegarandeerd.

6. Chemische stabiliteit: Kwik is relatief chemisch inert en reageert niet gemakkelijk met andere stoffen. Deze inertie voorkomt dat het kwik wordt beïnvloed door de omgeving of de materialen die bij de constructie van de thermometer worden gebruikt, waardoor de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid ervan in de loop van de tijd behouden blijft.

Deze eigenschappen maken kwik een ideale keuze voor gebruik in verschillende soorten thermometers, waaronder koortsthermometers voor het meten van de lichaamstemperatuur, laboratoriumthermometers voor wetenschappelijk onderzoek, industriële thermometers voor het bewaken van processen en apparatuur, en buitenthermometers voor het meten van weersomstandigheden. Vanwege zorgen over kwikvergiftiging en milieugevaren zijn veel landen echter bezig met het geleidelijk afschaffen van het gebruik van kwikthermometers ten gunste van veiligere alternatieven zoals digitale thermometers en op alcohol gebaseerde thermometers.