Πώς το υγρό σε ένα θερμόμετρο κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω;
1. Θερμότητα και επέκταση: Όταν το θερμόμετρο τοποθετηθεί σε επαφή με κάτι θερμότερο, το υγρό εσωτερικό απορροφά τη θερμότητα. Αυτή η θερμότητα προκαλεί τα μόρια του υγρού να δονείται γρηγορότερα και να μετακινούνται πιο μακριά. Αυτή η αύξηση της απόστασης μεταξύ των μορίων οδηγεί σε συνολική επέκταση του όγκου του υγρού.
2. Συναρμολόγηση και κίνηση: Το υγρό σε ένα θερμόμετρο περιορίζεται μέσα σε ένα στενό σωλήνα με λάμπα στο ένα άκρο. Καθώς το υγρό επεκτείνεται, δεν έχει πουθενά να πάει, αλλά μέχρι το σωλήνα.
3. Βαθμονόμηση και μέτρηση: Ο σωλήνας σημειώνεται με κλίμακα που βαθμονομείται για να δείξει την αντίστοιχη θερμοκρασία για διαφορετικά ύψη της υγρής στήλης.
4. Ψύξη και συστολή: Όταν το θερμόμετρο τοποθετηθεί σε επαφή με κάτι ψυχρότερο, το υγρό χάνει θερμότητα. Τα μόρια επιβραδύνουν, μετακινούνται πιο κοντά και το υγρό συμβόλεται. Αυτό αναγκάζει τη στήλη υγρού να μετακινηθεί πίσω από το σωλήνα.
Γιατί υδράργυρος ή αλκοόλ;
Τα θερμόμετρα χρησιμοποιούν συχνά υδράργυρο ή αλκοόλ επειδή:
* υδράργυρος: Έχει σχετικά υψηλό συντελεστή επέκτασης, που σημαίνει ότι αλλάζει τον όγκο σημαντικά με τις αλλαγές θερμοκρασίας. Αυτό το καθιστά ευαίσθητο στις μικρές διαφορές θερμοκρασίας. Είναι επίσης καλός αγωγός θερμότητας.
* αλκοόλ: Έχει χαμηλότερο σημείο κατάψυξης από τον υδράργυρο, καθιστώντας το χρήσιμο για τη μέτρηση πολύ χαμηλών θερμοκρασιών. Είναι επίσης λιγότερο τοξικό από τον υδράργυρο.
Εν ολίγοις: Το υγρό σε ένα θερμόμετρο κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω λόγω της αρχής της θερμικής επέκτασης. Όταν το υγρό θερμαίνεται, επεκτείνεται και κινείται προς τα πάνω το σωλήνα. Όταν γίνεται κρύο, συστέλλεται και μετακινείται κάτω από το σωλήνα.
