چرا از جیوه و الکل برای ساخت دماسنج استفاده میشه علوم ششم
از جیوه و الکل برای ساخت دماسنج استفاده می شود زیرا این مواد دارای ویژگی های خاصی هستند که آنها را برای این کار مناسب می کند.
جیوه
- ضریب انبساط حجمی بالایی دارد. به این معنی که با افزایش دما، حجم آن به مقدار زیادی افزایش می یابد.
- سمی نیست.
- نقطه انجماد پایینی دارد (-38.8 درجه سانتیگراد).
الکل
- ضریب انبساط حجمی بالایی دارد.
- قابل اشتعال نیست.
- نقطه انجماد پایینی دارد (-114 درجه سانتیگراد).
ویژگی های مورد نیاز یک مایع برای ساخت دماسنج
برای اینکه یک مایع بتواند به عنوان مایع کار در دماسنج استفاده شود، باید دارای ویژگی های زیر باشد:
- ضریب انبساط حجمی بالایی داشته باشد تا تغییرات کوچک دما منجر به تغییرات قابل اندازه گیری در حجم مایع شود.
- سمی نباشد تا در صورت شکستن دماسنج، خطری برای سلامتی ایجاد نکند.
- نقطه انجماد پایینی داشته باشد تا بتواند دماهای پایین را اندازه گیری کند.
جیوه و الکل هر دو این ویژگی ها را دارند و به همین دلیل برای ساخت دماسنج استفاده می شوند.
مزایا و معایب استفاده از جیوه و الکل در دماسنج
جیوه
- مزیت: ضریب انبساط حجمی بالایی دارد و می تواند دماهای بالا را به خوبی اندازه گیری کند.
- عیب: سمی است و در صورت شکستن دماسنج، می تواند خطرناک باشد.
الکل
- مزیت: غیر سمی است و در صورت شکستن دماسنج، خطر کمتری دارد.
- عیب: ضریب انبساط حجمی آن از جیوه کمتر است و نمی تواند دماهای بالا را به خوبی اندازه گیری کند.
در حال حاضر، دماسنج های جیوه ای به دلیل خطرناک بودن جیوه، در بسیاری از کشورها ممنوع شده اند. در عوض، از دماسنج های الکلی یا دماسنج های دیجیتال استفاده می شود.
تفاوت عمده دماسنج های جیوه ای و الکلی چیست
تفاوت عمده دماسنج های جیوه ای و الکلی در نوع مایع مورد استفاده در آنها است. دماسنج های جیوه ای از جیوه به عنوان مایع استفاده می کنند، در حالی که دماسنج های الکلی از الکل استفاده می کنند.
جیوه یک فلز مایع است که دارای ضریب انبساط حرارتی بالایی است. این بدان معناست که وقتی دما افزایش می یابد، جیوه به میزان بیشتری از الکل منبسط می شود. این انبساط جیوه باعث می شود که آن به سمت بالا در لوله ترمومتر حرکت کند.
الکل نیز یک مایع است، اما ضریب انبساط حرارتی آن کمتر از جیوه است. این بدان معناست که الکل به میزان کمتری از جیوه منبسط می شود.
تفاوت ضریب انبساط حرارتی جیوه و الکل منجر به تفاوت هایی در عملکرد و کاربرد این دو نوع دماسنج می شود.
تفاوت های عملکردی
- دامنه اندازه گیری: دماسنج های جیوه ای می توانند دما را در محدوده -39 تا 356 درجه سانتیگراد اندازه گیری کنند. دماسنج های الکلی می توانند دما را در محدوده -108 تا 78 درجه سانتیگراد اندازه گیری کنند.
- دقت: دماسنج های جیوه ای معمولاً از دماسنج های الکلی دقیق تر هستند.
- سرعت پاسخ: دماسنج های جیوه ای معمولاً از دماسنج های الکلی سریع تر به تغییرات دما پاسخ می دهند.
تفاوت های کاربرد
- ایمنی: جیوه یک ماده سمی است. در صورت شکستن دماسنج جیوه ای، جیوه می تواند به محیط زیست و سلامت انسان آسیب برساند. الکل یک ماده غیر سمی است.
- هزینه: دماسنج های الکلی معمولاً از دماسنج های جیوه ای ارزان تر هستند.
جمع بندی
دماسنج های جیوه ای و الکلی هر دو ابزارهای دقیقی برای اندازه گیری دما هستند. تفاوت عمده آنها در نوع مایع مورد استفاده در آنها است. دماسنج های جیوه ای معمولاً دقیق تر، سریع تر و در محدوده دمایی وسیع تری کار می کنند، اما خطرناک تر و گران تر هستند. دماسنج های الکلی ایمن تر، ارزان تر و برای اندازه گیری دما در محدوده دمایی پایین مناسب تر هستند.
چرا از آب در دماسنج استفاده نمی شود
از آب در دماسنج استفاده نمی شود زیرا آب دارای دو نقطه انجماد و جوش است که بسیار نزدیک به هم قرار دارند. این بدان معناست که دماسنج آب نمی تواند دمای دقیقی را در محدوده وسیعی از دماها اندازه گیری کند.
نقطه انجماد آب 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) و نقطه جوش آن 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) است. این بدان معناست که دماسنج آب می تواند دما را در محدوده 100 درجه اندازه گیری کند. با این حال، این محدوده برای بسیاری از کاربردها کافی نیست. به عنوان مثال، دماسنج های پزشکی باید دمای بدن را که بین 36 تا 37 درجه سانتیگراد (97 تا 99 درجه فارنهایت) است، اندازه گیری کنند.
علاوه بر این، آب دارای ضریب انبساط حجمی پایینی است. این بدان معناست که برای اندازه گیری تغییرات کوچک دما، باید از لوله های بسیار بلند استفاده کرد. این امر دماسنج را حجیم و گران می کند.
به جای آب، از مایعات دیگری مانند جیوه، الکل یا روغن معدنی در دماسنج استفاده می شود. این مایعات دارای نقاط انجماد و جوش بالاتری هستند و ضریب انبساط حجمی بالاتری دارند. این امر باعث می شود که دماسنج ها بتوانند دما را در محدوده وسیع تری اندازه گیری کنند و اندازه آنها کوچکتر باشد.
در دماسنج های پزشکی از جیوه استفاده می شود زیرا جیوه سمی نیست و دارای ضریب انبساط حجمی بالایی است. با این حال، جیوه یک فلز سنگین است و خطرناک است اگر وارد محیط زیست شود. به همین دلیل، در دماسنج های پزشکی جدید از الکل یا روغن معدنی استفاده می شود.
در دماسنج های صنعتی از الکل یا روغن معدنی استفاده می شود زیرا این مایعات ارزان تر و ایمن تر از جیوه هستند.
در دماسنج های مادون قرمز از امواج مادون قرمز برای اندازه گیری دما استفاده می شود. این دماسنج ها نیازی به تماس با جسم ندارند و می توانند دما را از فاصله دور اندازه گیری کنند.
