Какое свойство ртути лежит в основе устройства термометра
Отвечает Никита Шлапаков, преподаватель химии в онлайн-школе «Фоксфорд»
В Средние века люди интересовались всем — от философии до теологии, от астрономии до медицины. Стремясь познать окружающий мир, пытались измерить и температуру всего вокруг. Правда, подобрать термометрическую жидкость оказалось не так-то просто. Она должна отвечать нескольким критериям, одним из которых является линейная зависимость объема жидкости, то есть длины столбика с ней, температурой.
Первые медицинские модели термометров, предложенные еще Галилеем, изготавливались на основе воды, но у той зависимость сильно искажается в области около 4 °С из-за особенностей химической структуры. Этот эффект вносил погрешности в коэффициент линейной зависимости и при температурах намного выше, чем 4 °С. Кроме того, водяные термометры работали медленно, по полчаса.
Спиртосодержащие жидкости оказались более удачными. Сейчас уже сложно установить, кто именно был автором этой идеи. Сохранились только отдельные свидетельства об экспериментах Галилея и его учеников.
Примерно тогда же, в XVI–XVII веках, начало активно развиваться алхимическое учение, которое строилось на ртутно-серной теории. Так, несмотря на то, что спиртосодержащие термометры используются и сейчас, внимание людей переключилось на ртуть — благодаря удивительному свойству: ее объем при нагревании или охлаждении меняется равномерно, то есть в первом случае ртуть расширяется и поднимается по трубочке термометра вверх, а во втором — опускается.
Переход на ртуть позволил уменьшить время измерения температуры с получаса до нескольких минут. К тому же ртуть имеет широкий диапазон доступных для измерения значений — от –37 °С до +356 °С, что тоже служило в ее пользу.
Изобретателем первого работающего ртутного термометра стал голландский ученый Даниэль Фаренгейт. В 1714 году он собрал первый прибор на основе ртути, который обладал высокой точностью измерений, а в 1724 году создал свою шкалу температур, которая до сих пор используется в США. Первый медицинский термометр на основе ртути создал английский врач Клиффорд Оллбат в 1866 году. Этот термометр позволял снимать показания температуры менее чем за 5 минут, тогда как водным и водно-спиртовым требовалось для этого более 20.
Музей термометров © legion-media
Говорить о том, что ртуть опасна, не совсем верно. Она, как и любое вещество, может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Металлическая ртуть при нормальных условиях — это жидкость, которая не опасна. Но ртуть, как и любая жидкость, испаряется даже при комнатной температуре, и именно газообразная ртуть и представляет опасность. Испаряясь и попадая в легкие, она там и остается, отравляя организм: пары ртути слишком тяжелы по сравнению с воздухом, и их не получится выдохнуть. И хоть для нанесения вреда организму эти пары необходимо вдыхать на протяжении нескольких месяцев, убрать разбитый термометр лучше как можно скорее.
Первым делом необходимо открыть в помещении окна. Большие шарики ртути собрать с помощью маленькой кисточки на лист бумаги, по примеру совка, а мелкие убрать одноразовым шприцем или пипеткой. Выбрасывать в мусорное ведро их нельзя. Шарики ртути, так же как и части термометра, необходимо поместить в стеклянную банку с холодной водой, закрыть ее и поставить в прохладное место. Вода нужна, чтобы ртуть не испарялась.
Можно также посыпать место происшествия порошком серы, который продается в хозяйственных магазинах и магазинах для животных, или цинка, после чего подмести пол и промыть его с раствором марганцовки. Если же ни серы, ни цинка или марганцовки дома не оказалось, — приготовить горячий мыльно-содовый раствор, смешав 30 г соды и 40 г тертого мыла на один литр воды, и промыть пол им. Оставшиеся пары улетучатся во время проветривания помещения. Одежду, ковер и другие вещи, которые контактировали с ртутью, придется выбросить.
Затем нужно позвонить на телефон доверия регионального управления МЧС России или в местное управление по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям, которые обязаны забрать банку с шариками ртути и отправить на утилизацию.
Подобное серьезное отношение к вероятности получить вред вызвало запрет на ртутные термометры в странах ЕС. Вместо них там используются жидкостные, сделанные на основе подкрашенного спирта или галинстана — сплава олова, индия и галлия, или электрические термометры. В 2020 году планируется запретить градусники с ртутью и другие приборы, в которых содержится это вещество, и в России. А пока, как вариант, можно пользоваться термометром с защитным полимерным покрытием, которое не даст стеклу разбиться.
Источник
Многие до сих пор не доверяют электронным градусникам и отдают предпочтение ртутным. Но ведь при определенных условиях они могут быть опасны для людей.
О последствиях разбитого термометра, воздействии ртути на организм и о том, как правильно избавиться от металла, рассказал доцент химического факультета ВГУ Юрий Ковыгин.
Об отравлениях и разбитом градуснике
«АиФ-Воронеж», Дарья Вербицкая: Можно ли отравиться ртутью от одного разбитого градусника?
Юрий Ковыгин: В градуснике порядка двух граммов ртути. Этого хватит, чтобы при правильном использовании отравить около 20 человек. Но сама по себе ртуть не так страшна, как её малюют.
Ртуть – это металл, который реагирует не со всеми веществами. Если вы съедите градусник, то, скорее всего, проблемы будут не от ртути: больше неудобств доставит стекло. В желудке содержится соляная кислота, с которой ртуть не реагирует. Из-за ртути, возможно, будет сильное местное раздражение, боли в животе, которые потом пройдут.
Жидкий металл сам по себе мало опасен: ему не попасть глубоко в ткани. Плохо, если вы вдыхаете пары ртути: они поражают лёгкие. Чрезвычайно опасны соединения ртути, особенно растворимые и летучие. Ртуть активно взаимодействует с серой в составе белков и связывает многие ферменты организма, чем нарушает клеточный обмен. Попадая в организм, она ломает многие биохимические процессы.
Хроническое отравление, помимо прочего, приводит к нарушениям центральной нервной системы. Любимый кэрролловский герой – Безумный Шляпник – типичный пример: шляпники поражались соединениями ртути при изготовлении фетра.
– Забытый в квартире шарик ртути может навредить человеку?
– Температура кипения у ртути – 357 градусов, и при комнатной температуре она испаряется очень слабо.
Если вы живете в квартире, в которой просто лежит шарик ртути под шкафом, то она, конечно, постепенно будет попадать в организм. Но и выводится из организма ртуть гораздо лучше, чем, например, свинец.
В нашем организме есть некоторое количество ртути. При увеличении нормы ртуть выводится почками. Токсическая доза ртути для человека – полмиллиграмма. С объёмом ртути меньше этой дозы организм справится без серьёзных проблем. Но если в организм будет попадать большее количество этого вещества, то тело не будет успевать от него избавляться и острое отравление перерастёт в хроническое.
При комнатной температуре из большой капли ртуть испаряется медленно. Но если вы разобьёте градусник и начнете его подметать или пылесосить, то один шарик вы разделите на множество. Тогда опасность возрастёт многократно. Во-первых, испарение пойдёт активнее. А во-вторых, через некоторое время на её поверхность попадут бактерии, способные переводить этот металл в летучие соединения, такие как метилртуть. Такое соединение легче и в большем количестве попадает в организм. Оно может вызвать болезнь Минаматы (синдром, вызываемый отравлением органическими соединениями ртути– ред.). Органические соединения ртути испаряются, впитываются через кожу, попадают и в лёгкие и во все органы тела.
– Что делать, если разбился градусник?
– Если разбился градусник, ртуть собирается очень легко. Медной пластинкой или кисточкой из разлохмаченного медного провода прикасаетесь к шарикам, и они сразу в неё «втягиваются». Ртуть очень хорошо образует амальгамы (сплавы ртути с другими металлами при комнатной температуре – ред.), в частности с медью. Ещё советуют скотчем, но я не пробовал. Потом уже можно проветрить комнату. А собранные шарики ртути лучше отдать специализированным службам.
Если очень страшно, то после сбора видимых шариков, можно химически связать оставшуюся на полу ртуть марганцовкой. Но нужно иметь в виду, что раствор нужен концентрированный: образно говоря, на стакан воды – стакан марганцовки. Скорее всего, этот раствор испортит любое покрытие. На местах, куда он попадёт, останутся чёрные пятна.
Вообще, всем должны заниматься специалисты. Поэтому лучше всего вызвать команду демеркуризации из СЭС.
Переходим на электронные градусники
– Нужно ли помещать шарики ртути в воду?
– Да, до передачи собранной ртути специализированным службам, есть смысл хранить её под слоем воды. Так она будет меньше испаряться. Хотя, просто герметично заткнутый пузырёк для хранения ничуть не хуже.
– Почему нельзя выбрасывать ртуть в канализацию?
– Потому что она попадёт в водоём, где на дне содержится ещё больше бактерий, чем в вашей квартире. Бактерии, как уже сказано, переводят её в органические производные. Ртуть попадает в природные воды, в подземные, в рыбу и другие организмы.
– А если градусник разбить в постели – это опаснее?
– У ртути очень большое поверхностное натяжение – она не растекается, а сразу собирается в шарики, которые стремятся слиться друг с другом. Поэтому ртуть не впитывается в ткани. Собрать её так же легко, как и с гладкого покрытия. Но, если вы пропустили ртуть через мешок пылесоса, тогда она раздробится на микроскопические шарики, которые могут спрятаться в волокнах.
– Можно ли стирать вещи, которые соприкасались с ртутью?
– В воде ртуть проще раздробить. Если в вещах осталась ртуть, то при стирке она раздробится и прилипнет к барабану стиральной машинки изнутри, после чего превратится в амальгаму и останется там навсегда. Но, как уже говорилось, в ткани ртуть не впитывается, в машинку её можно засунуть разве что специально.
– Правда ли, что много ртути присутствует в рыбе и морепродуктах?
– Морские организмы накапливают этот металл, потому что естественное содержание ртути в воде довольно велико. Если превышен некоторый порог, если в рыбу попадает столько ртути, что она не может от неё избавиться, то ртуть накапливается во всех её частях.
Но все морепродукты сейчас тестируются на ртуть и другие тяжёлые металлы, особенно после истории с Японией. Если содержание опасных соединений велико, в продажу такая рыба не попадёт. Ну, разве что на «стихийный» рынок.
– На ваш взгляд, каким лучше пользоваться термометром: электронным или ртутным?
– Хорошие электронные термометры, конечно, точнее, безопаснее, менее уязвимы. Но те, которые мы покупаем в аптеке, нередко бывают плохого качества, поэтому на них столько жалоб.
В ртутном градуснике выходить из строя нечему. Разве что, столбик ртути может разорваться, если «стряхнуть» термометр неудачно. Однако, именно разбить термометр мы все боимся с детства.
И есть смысл избавить себя и от ртути в доме, и от лишнего стресса. В конце концов, на дворе 21-й век! Поэтому переход на более технологичные электронные термометры неизбежен.
Источник
Маша Сысина
6 октября 2016 · 14,5 K
Принцип прост – при увеличении температуры жидкость расширяется, а поскольку она заключена в стеклянную трубочку, расширяться она может только в одну сторону. Для того, чтобы на показания термометра не влияло атмосферное давление, трубочка запаяна и из нее выкачан воздух.
Взаимосвязь выявили давно, правда сперва не для ртути, а для воды. О том что вода поднимается под действием тепла знал еще Герон Александрийский (а это I век нашей эры). Правда он не изобретал термометр, а наоборот, использовал тепло чтобы поднять воду в сосуде. Хотя вроде бы еще у египетских жрецов были “чудеса” на этом же принципе – при зажжении огня нагревалась вода, расширялась и переливалась в другой сосуд, который опускаясь под увеличившимся весом открывал двери храма.
Ртуть начали использовать относительно недавно, в 18 веке. Точнее, использовали ее и раньше, но сами термометры были основаны на тепловом расширении не самой ртути, а воздуха, который расширяясь выталкивал ртуть вверх по трубочке. Фактически, она была нужна только для того, чтобы показания термометра были видны. Наряду с ней использовалась подкрашенная вода и винный спирт – поскольку при низких температурах вода замерзала и стекло градусника разбивалось.
Первый ртутный термометр изобрел Фаренгейт, хотя и он сперва использовал спиртовые. Проблема спиртовых термометров была полностью противоположной проблеме водяных – спирт кипит раньше чем вода и поэтому спиртовой термометр можно было использовать только для измерения низких температур. Зато замерзает он при температурах ниже 100 градусов, поэтому для измерения низких температур он лучше ртутного. В уличных жидкостных термометрах до сих пор в основном используется подкрашенный спирт.
Ззначение витаминов в нормализации жизнедеятельности организма, их влияние на активность физиологических процессов и здоровье человека?
К витаминам относят небольшие белки, вырабатываемые или не перевариваемые организмом, а используемые им в целом виде в качестве катализаторов, ускоряющих необходимые процессы, замедляющих вредные (например, окислительные: А, C, Е – антиоксиданты). Витамины регулируют свёртываемость крови, усвоение пищи, разложение запасов жиров. Участвуют в работе эндокринной, нервной, половой системы, налаживают зрение, работу других органов.
Витамины – не просто небольшие добавки к пище, наряду с белками, жарами и углеводами (как считают вульгарные материалисты, относящие всё остальное, как раньше они относили и витамины к пустому баласту, ядам и грязи). Рафинированные продукты, в том числе отдельные витамины – нездоровая пища. Человек, животное, растение, даже микроорганизм нуждаются в разнообразии органики, имеющей разную, хоть и не всегда понятную роль в нормализации жизнедеятельности, адаптации, усилении иммунитета, обеспечении здоровья.
Витамины близки ферментам и гормонам. Так, ферменты (энзимы) – это тоже биокатализаторы, они имеют активный центр катализа, работу которого обычно улучшает или обеспечивает соответствующий витамин; витамин D регулирует переход триптофана в серотонин и сам по сути является стероидным гормоном.
Избыток витаминов приводят к разбалансировке процессов жизнедеятельности; раз и навсегда выработанная по нормативам “сбалансированность питания” тоже не годится. Организм нуждается в вариабельной пище, и, хотя бы изредка, в лечебном голодании. Это позволяет избегать конфликта витаминов (скажем, витамин D нельзя совмещать с А – это витамины-антагонисты), обновлять запасы (например, витамин Е хранится в печени несколько месяцев), производить замены (так, из каротиноидов и холестерина организм синтезирует организм А во время загара).
Веганство не является “витаминным счастьем” – организму нужны продукты животного, морского происхождения. Витамин D поступает с животной пищей, сочетаем с омега 3 жирными кислотами которых много в жирной рыбе. Вегетарианство насыщает организм витаминами С и РР, но вскоре вызывает (здоровый) голод на животную пищу с антагонистом названых витаминов, витамином В12; хочется, например после тяжёлой физической нагрузки сала, богатого витаминами A, E, D, F.
Для обеспечения витаминами в составе пищи необходима клетчатка, сахара с низкой усвояемостью – это субстрат для развития полезных бактерий, вырабатывающих витамин К и витамины группы В, многие из которых если и производятся организмом, то недостаточно или в детском, молодом возрасте. Для работы жирорастворимых витаминов нужны жиры; славянская кулинария (борщ, гречка с маслом, чёрный хлеб с икрой и пр.) выстраивает хорошие витаминно-жировые сочетания.
Сколько минут необходимо измерять температуру плоским градусником?
Интересы часто менялись, поэтому во многих областях знаний что-то знаю:)
Не совсем понятно, о каком виде термометра идет речь.
В настоящее время для измерения температуры тела применяют такие виды термометров:
- ртутный (время измерения около 5-7 минут)
- электронный (время измерения по инструкции от производителя)
- инфракрасный (время измерения 1-5 секунд)
- термометр-наклейка (время измерения 20 сек)
Прочитать ещё 5 ответов
Что делать если разбили градусник?
Всем известно, что ртуть ядовита. Поэтому если вы разбили градусник, необходимо собрать всю ртуть в стакан с водой, а место куда она пролилась обработать раствором хлорного железа. Проветрите помещение, т.к. ртуть испаряется. Позвоните специалистам как вам быть с тряпками, бумажками, посудой с помощью которых вы это все убирали.
Прочитать ещё 2 ответа
Какие градусники лучше: которые надо сувать в рот или под подмышку; электронные или ртутные?
Однозначно лучше ртутные.
Относительно места измерения – это зависит от национальной медицинской традиции. Да – случаются забавные казусы, если больной иностранец. В принципе самое точное измерение в прямой кишке.
Кстати ртутные приборы точнее электронных и при измерении давления. Что атмосферного, что артериального.
Относительно вреда ртути. Ртуть не сахар (ртутные приборы для измерения сахара в крови тоже были лет 50-60 назад), но…
Ещё лет так 150 назад в случае инвагинации (заворота кишок) давали выпить СТАКАН ртути. И часто помогало. Ртуть тяжёлая, завернувшееся не так – вполне прилично расправляла. И пациенты потом жили довольно долго и иногда счастливо.
Прочитать ещё 2 ответа
Что произойдет с человеком, если температура его тела поднимется выше 42 градусов?
2 · 3 ответа · Темы нет
Как долго испаряется ртуть рассыпанная по комнате из градусника.
*2 года назад разбил градусник, переехал, теперь боюсь, вдруг тот кто там живет отравится?
1 · 3 ответа · Темы нет
Как собрать ртуть, если разбился градусник?
Разбил градусник 2 дня назад, всё убрали. Какой будет ущерб организму, если предположить, что, возможно, я дышал парами 1-2 шариков ртути?
2 · 3 ответа · Отравление ртутью
Насколько опасна ртуть из одного разбившегося градусника?
Источник
Дети хотят знать
18 июля · 2,9 K
авторы образовательного проекта отвечают на Ваши вопросы · spadilo.ru
Ртутный градусник имеет простую конструкцию. Это стеклянная трубка, внутри которой содержатся:
- шкала;
- резервуар (колба) со ртутью;
- капиллярная трубка.
Градусник работает за счет температурного расширения ртути, которая находится внутри резервуара. Когда жидкий металл нагревается, его объем увеличивается. Поэтому он выходит за пределы резервуара и поднимается по трубке.
Уникальность ртути заключается не только в том, что при обычных условиях она имеет жидкое агрегатное состояние. Другая ее особенность в том, что при нагревании она увеличивает свой объем равномерно. То есть, при нагревании на 1 градус она увеличивается на один и тот же объем. Поэтому расстояние между делениями на шкале одинаковое.
Когда заканчивают измерения градусником, казалось бы, столбик ртути должен опуститься: ведь ртуть остывает, значит, ее объем должен уменьшиться. Но этого не происходит, потому что между резервуаром и капиллярной трубкой есть тонкий перешеек. Он не дает столбику ртути “сползти” вниз. Поэтому спустя какое-то время можно посмотреть результат прошлого измерения.
Чтобы сбить ртутный столбик, нужно сильно тряхнуть столбик. Тогда охлажденный металл под действием прикладываемой силы сползет обратно в резервуар и будет там находиться, пока снова не нагреется.
Что делать если разбили градусник?
Всем известно, что ртуть ядовита. Поэтому если вы разбили градусник, необходимо собрать всю ртуть в стакан с водой, а место куда она пролилась обработать раствором хлорного железа. Проветрите помещение, т.к. ртуть испаряется. Позвоните специалистам как вам быть с тряпками, бумажками, посудой с помощью которых вы это все убирали.
Прочитать ещё 2 ответа
Как поднять температуру тела дома утром перед школой?
Обычный паренёк который увлекается научпопом.
Не советовал бы, но всё-же.
Съесть графит, из которого состоит обычный простой карандаш.
Принятие внутрь нескольких капелек йода. Он может вызвать повышение температуры 5 Если за Вами будут наблюдать, необходимо действовать иначе. В таком случае следует заранее позаботиться о том, чтобы поднять температуру тела. Одним из самых популярных способов является приём нескольких капелек йода. Лучше, если Вы капните их на кусочек хлеба или кубик сахара. Таким образом можно поднять температуру тела до 38-39°С на несколько часов. Главный недостаток этого способа заключается в том, что йод может сжечь слизистую.
Прочитать ещё 2 ответа
Почему в США градусник засовывают в рот?
Так делают не только в фильмах и не только в США. Дело в том, что во рту температура наиболее реалистично, так как градусник находится практически внутри человека. Точнее может быть только анальный термометр, но по понятным причинам данный прибор не пользуется большой популярностью в быту.
В России же предпочитают держать градусник под мышкой, возможно, из гигиенических соображений или опасаясь отравления ртутью.
Прочитать ещё 2 ответа
Как долго испаряется ртуть рассыпанная по комнате из градусника.
*2 года назад разбил градусник, переехал, теперь боюсь, вдруг тот кто там живет отравится?
1 · 3 ответа · Темы нет
Сколько минут необходимо измерять температуру плоским градусником?
Почему американцы измеряют температуру во рту, а не под подмышкой, как принято у нас?
3 · 5 ответов · Искусство и культура
Как собрать ртуть, если разбился градусник?
Разбил градусник 2 дня назад, всё убрали. Какой будет ущерб организму, если предположить, что, возможно, я дышал парами 1-2 шариков ртути?
2 · 3 ответа · Разбитый градусник
Источник