Вряд ли найдется хоть один человек в мире, который не измерял бы температуру своего тела медицинским термометром, именуемым в простонародье градусником. Обычный градусник является жидкостным термометром, внутри которого находится ртуть. Работа прибора основана на изменении объема ртути при изменении температуры.
Кстати говоря, с нынешнего года в соответствии с Минаматской конвенцией ртутные термометры попадают под запрет, и их выпуск будет запрещен во всем мире. Но суть не в этом. Все знают, что после измерения температуры тела для возврата градусника в исходное состояние (то есть для того, чтобы он показывал температуру заведомо меньшую, чем температура тела) его необходимо несколько раз энергично встряхнуть.
Почему же ртуть сама не возвращается в исходное состояние при постепенном остывании? Почему на нее действует только нагрев? Все дело в особом устройстве именно медицинского термометра:
Если присмотреться к конструкции термометра, то можно заметить, что колбочка (резервуар, где хранится двухграммовый объем ртути) соединен с измерительной трубкой капилляром с очень маленьким внутренним диаметром. При этом следует учесть, что ртуть обладает очень большим поверхностным натяжением и малой контактной смачиваемостью стекла.
Мениск – это искривление свободной поверхности жидкости вследствие её соприкосновения с поверхностью твёрдого тела. При маленьком диаметре капилляра большая кривизна свободной поверхности столбика ртути увеличивает давление в колбе, и ртуть дробится на мелкие капли. Если проследить путешествие ртути из колбы в трубку при нагревании, то в капилляре можно заметить маленькие капельки, идущие друг за другом. Пройдя капилляр, они снова сцепляются друг с другом в одно целое.
Если посмотреть на охлажденный градусник, то можно увидеть, что «ниточка» ртути имеет разрыв до и после места сужения.
Обратный процесс перетекания ртути из трубки в колбу затруднен – нужно приложить слишком большое начальное давление. Встряхивая градусник, мы это необходимое давление создаем центробежной силой, как бы заталкивая капельки обратно в колбу через узкий и не смачиваемый ртутью капилляр.
Подобная конструкция медицинского термометра сделана специально для фиксации температуры. В противном случае о точных значениях температуры говорить бы не пришлось: ведь тот же спиртовой термометр снижал бы показания практически мгновенно после того, как его вынули из подмышки. А ртутный термометр позволяет просматривать значения в любое время после измерения.
Читайте также:
Почему мы остываем: Температура человека снизилась за 200 лет