Ртутний термометр — прилад для вимірювання температури. Термометр складається з скляного резервуара, наповненого ртуттю, який переходить у капіляр, скляної шкали з поділками та скляної захисної трубки. Цей прилад винайшов у 1714 році німецький фізик Фаренгейт.

Принцип роботи Вибір ртуті як рідини для вимірювання температури пов'язаний з тим, що хімічно чиста ртуть у рідкому стані перебуває у широкому діапазоні температур, не змочує скло і її легко отримати в чистому вигляді. Проте через відносно малий температурний коефіцієнт об'ємного розширення капіляри у термометрах повинні бути дуже тонкими.

Вимірювання температури здійснюється досягненням термодинамічної рівноваги термометра з об'єктом вимірювання. Із підвищенням температури ртуть піднімається по капіляру без суттєвого тертя. При зниженні температури ртуть зменшується в об'ємі, але оскільки сили молекулярного зчеплення значно менші за сили тертя, то відбувається «розрив» ртутного стовпчика: верхня його частина залишається на місці, показуючи найвищу температуру. Щоб термометр можна було використати для наступних вимірювань його струшують, тримаючи резервуаром донизу, поки вся ртуть не збереться в ньому.

Межі та точність вимірювання

Межі температур, які можна виміряти перебувають від -35° С (температура переходу ртуті у твердий стан) до +600° С (температура руйнування скла). Оскільки температура кипіння ртуті за атмосферного тиску значно менша верхньої межі, то для того щоб виміряти вищі температури, верхню частину капіляра заповнюють інертним газом під тиском до 3 МПа (30 кгс/см²).

Ртутні термометри при відносно низьких температурах забезпечують високу точність вимірювань. Але при вимірюванні температур, близьких до верхньої межі виміру, скляний капіляр не зразу ж набуває початкових розмірів, тому точність наступного вимірювання може бути недостовірною.

Переваги і недоліки ртутних термометрів

Ртутні термометри використовуються тривалий час через високу точність виміру, простоту і дешевизну.

Недоліками є те, що вони мають відносно погану видимість шкали, неможлива передача показань на відстань і тому не можна здійснювати автоматичну реєстрацію показань. Для отримання результатів потрібен час (для медичних до 8 хв). Також термометри на практиці не ремонтуються.

Проблемою при вимірюванні може бути те, що є різні види їх градуювання. Один вид передбачує градуювання при повному зануренні термометра у вимірювальне середовище, а інший — часткове занурення. Тому можлива похибка вимірювання, якщо воно здійснюється в умовах, відмінних від умов градуювання, зокрема може бути різне часткове занурення.

Заборона ртутних термометрів Утилізація пошкоджених ртутних термометрів потребує спеціальних заходів. Ртуть не можна викидати разом із побутовими відходами чи зливати в каналізацію, позаяк це призведе до подальшого забруднення довкілля. У побутових умовах спроби зібрати розлиту ртуть часто призводять до її подрібнення на рідкі кульки, які потім випаровуються, спричиняючи отруєння.

Оскільки ртуть є небезпечною речовиною, то у світі приймаються закони про обмеження на її використання. Дуже значна частина ртуті використовується для виготовлення термометрів. У США з 2002 року заборонене виготовлення ртутних термометрівНеконтрольована ртуть, Європейський Союз у 2007 році заборонив на своїй території виготовляти і продавати неелектричні прилади, що містять ртутьУ Європі заборонили ртутні термометри. Мінаматська конвенція про ртуть, прийнята 2013 році, передбачає зокрема заборону виготовлення ртутних термометрівМіндовкілля: Мінаматська конвенція — час діяти. В Україні медичні ртутні термометри перестали виготовляти, ввозити та продавати з початку 2024 року.

Замість ртуті в сучасних термометрах використовується галінстан, сплав металів, які лишаються рідкими за тих же умов. Як альтернатива також використовуються електронні контактні, інфрачервоні термометри, термосмужки.

Примітки

Джерела

Посилання