Градусник с ртутью является довольно хрупким и деликатным прибором для измерения температуры. Интересный факт состоит в том, что многие из нас замечали, как в градуснике ртуть может сбиваться после сильного встряхивания. В этой статье мы рассмотрим причины, по которым это происходит.
В основе работы градусника с ртутью лежит физический принцип, называемый капиллярным давлением. Капиллярное давление возникает из-за разности поверхностных натяжений ртутного столба и внешней среды, в которой находится градусник. Это позволяет ртути подниматься в капилляре градусника и свободно двигаться вверх и вниз.
Однако, когда градусник резко встряхивают или падают, происходит нарушение баланса между внешним давлением и капиллярным давлением. Ртуть, находящаяся в градуснике, подвергается сильным вибрациям и отклонениям, в результате чего капиллярное давление перестает удерживать ртуть в столбе. Как следствие, ртуть разлетается и собирается в каплях в разных частях градусника.
Состав и свойства ртути в градуснике
Главные свойства ртути, обеспечивающие её использование в градусниках:
- Низкая теплоёмкость: ртуть способна быстро поглощать и отдавать тепло, что позволяет получать точные и быстрые результаты измерений.
- Небольшой расширительный коэффициент: это означает, что объем ртути изменяется незначительно при изменении температуры.
- Высокая температура замерзания: ртуть остается в жидком состоянии даже при очень низких температурах, таких как -39 градусов Цельсия.
- Высокая температура кипения: плавление ртути происходит при 234 градуса Цельсия, что позволяет использовать градусники с ртутью для измерения высоких температур.
- Высокая плотность: ртуть имеет высокую плотность, что обеспечивает её стабильность и сохранение формы внутри градусников.
Когда градусник встряхивается или подвергается другому механическому воздействию, ртуть внутри него временно сбивается и шевелится. Это связано с тем, что ртуть имеет низкую вязкость и может легко перемещаться внутри градусника под воздействием внешних сил.
Механизм сбивания ртути при встряхивании
Ртуть в градуснике сбивается при встряхивании из-за ее физических свойств и взаимодействия с окружающей средой.
Когда градусник встряхивается, ртуть внутри него начинает двигаться и поблажкует из-за трения со стенками градусника. Это приводит к образованию множества маленьких пузырьков, которые перемешивают ртуть внутри градусника.
Помимо трения, на движение ртути влияют и другие факторы, такие как вес градусника и его форма. Они определяют скорость и силу, с которой ртуть двигается при встряхивании.
В результате перемешивания и образования пузырьков, ртуть в градуснике теряет свою определенную форму и «сбивается», то есть превращается в однородную массу. Это делает невозможным измерение точной температуры с помощью градусника.
Помимо механизма сбивания ртути, есть и другие факторы, которые могут повлиять на точность измерений градусника, такие как воздействие внешней температуры и давления.