science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe alcoholthermometers werken

De meest gebruikte vloeistof die in gewone huishoudthermometers wordt gebruikt, was vroeger kwik, maar vanwege de toxiciteit van dat materiaal is deze vervangen door alcohol of ethanol. Een alcoholthermometer is een kleine afgesloten buis gemaakt van glas met een kleine holle bol aan het ene uiteinde en een dunne capillaire opening die over de lengte van het midden loopt. De bol en de verbonden capillaire kamer zijn gedeeltelijk gevuld met ethanol en gedeeltelijk met stikstof- en ethanoldampen. Er wordt voldoende alcohol in de lamp geplaatst, zodat deze bij normale kamertemperatuur in de smalle kolom uitsteekt. Langs de lengte van de kolom wordt de buis gesorteerd met verschillende markeringen die de temperatuur van de vloeistof bij bepaalde volumes tonen. Omdat ethanol erg gevoelig is voor temperatuurveranderingen en omdat de capillair zo dun is dat zelfs subtiele verschuivingen in het totale volume een merkbare beweging van de scheidingslijn tussen de vloeistof en het gas in de kamer produceren, is het vrij gemakkelijk om de temperatuur te meten door deze scheidingslijn te vergelijken met de gemarkeerde rand van de buis. Voor het gemak van het lezen, en uit traditie, is de alcohol meestal rood geverfd.

Functie

Een alcoholthermometer is beperkt in zijn bruikbaarheid tot de vries- en kookpunten van de vloeistof erin. Ethanol verdampt bij 172 graden F, ruim onder het kookpunt van water. Dit maakt de alcoholthermometer een effectief hulpmiddel voor het meten van dag- en nachttemperaturen, evenals de temperatuur van het menselijk lichaam, maar niet bijzonder nuttig in laboratoriumomgevingen waar extreme temperaturen moeten worden waargenomen. Het onderste uiteinde van het effectieve bereik is -175 graden F, maar betrouwbaar gebruik is meestal ongeveer -22 tot 122 graden F. Het is niet ongebruikelijk dat een luchtbel in de binnenste kolom de alcohol binnendringt, wat de aflezing zou afwerpen. Om deze reden moet een alcoholthermometer periodiek worden geschud om de lucht en de vloeistofinhoud van elkaar te scheiden.