Термометри з червоною рідиною-одні з найпоширеніших і простих у використанні приладів для вимірювання температури. Щоб зрозуміти, з чого вони зроблені і як вони працюють, погляньте на їх просту конструкцію і принцип дії.
Основні компоненти термометра з червоною рідиною включають термочутливу рідину, скляний стрижень і масштаб. Термочутлива рідина, як правило, є спиртом з кіносерією (барвник) для того, щоб вона була видима на тлі скла. Стрижень виготовляється з прозорого скла, щоб була можливість побачити рівень розширення рідини всередині нього. Масштаб являє собою шкалу з розміткою температури, яка наноситься на скляну поверхню.
Принцип роботи термометра з червоною рідиною заснований на розширенні і звуженні термочутливої рідини зі зміною температури. Коли розширюється Рідина, рівень її стає вище, а коли вона звужується, рівень знижується. Ці зміни рівня рідини видно на скляному стержні. Червона рідина робить вимірювання температури більш наочним і зручним для читання в порівнянні з іншими квітами.
Якими матеріалами зроблений термометр з червоною рідиною
Термометр з червоною рідиною складається з декількох основних матеріалів, які дозволяють йому виконувати свою функцію точного вимірювання температури:
Бюльбулярна трубка: основна частина термометра, виконана зі скла. Скло вибирається прозорим і міцним, щоб забезпечити видимість рідини і безпеку використання.
Рідина: червона рідина, переважно спирт або ртуть, використовується для відображення змін температури. Червоний колір робить вимірювання більш помітними, що полегшує читання показань.
Тонка капілярна трубка: складається з тонкої і вузької полімерної трубки, яка заповнена рідиною. Капілярна трубка забезпечує точне відображення змін температури і вимірювання.
Шкала: на бічній стороні термометра нанесена шкала, на якій вказані значення температури. Шкала може бути розміщена під склом або нанесена на скло екранним друком.
Ущільнення: служить для герметичного закриття термометра і запобігання витоку рідини. Зазвичай виконано з гуми або силікону.
Важливо відзначити, що матеріали, з яких робиться термометр з червоною рідиною, повинні бути безпечними для використання і не взаємодіяти з вимірюваним об'єктом або навколишнім середовищем.
Скляна трубка-основа термометра
Скло використовується як матеріал для трубки, оскільки воно має кілька важливих властивостей. По-перше, скло прозоре, що дозволяє спостерігати за змінами температури через стінки трубки. По-друге, скло хімічно інертне і не реагує з робочою речовиною, що забезпечує стабільність і довговічність термометра.
Скляну трубку зазвичай виготовляють з боросилікатного скла, такого як скло Дуран або скло пірекс. Ці матеріали мають високу термічну стійкість і стійкі до великих коливань температури. Також скло Дуран і скло пірекс володіють хорошою хімічною стійкістю і стійкі до корозії, що робить їх ідеальними для використання в якості матеріалу термометрів з червоною рідиною.
Скляна трубка має довжину, яка змінюється залежно від конкретного типу термометра. Зазвичай вона має маркування у вигляді шкали, на якій відображаються значення температури. Параметри шкали повинні бути точно відкалібровані, щоб забезпечити точні вимірювання. Різні шкали використовуються для вимірювання температури в різних одиницях вимірювання, таких як Цельсій, Фаренгейт або Кельвін.
Усередині скляної трубки знаходиться Червона спиртова рідина або ртуть. При зміні температури робоча речовина розширюється або стискається, що призводить до зміни його рівня в трубці. З цієї зміни рівня можна визначити відповідну температуру.
Таким чином, скляна трубка є необхідним компонентом термометра з червоною рідиною, що дозволяє вимірювати і відображати значення температури в зручній для читання формі.
Ртуть-рідина для вимірювання температури
Ртуть має високу термічну провідність, що дозволяє швидко і точно вимірювати температуру. Крім того, вона має низьку поверхневий натяг, що дозволяє їй вільно розподілятися по скляній колбі термометра і об'ємно розширюватися при нагріванні.
Принцип роботи термометра з ртуттю заснований на зміні обсягу ртуті при зміні температури. Ртуть, що заповнює вузьку скляну трубку термометра, піднімається або опускається в залежності від температури навколишнього середовища.
Коли температура підвищується, ртуть розширюється, займаючи більший обсяг і піднімається в трубці. При зниженні температури ртуть звужується і опускається. Показуючи зміну рівня ртуті на шкалі, термометр з червоною рідиною дозволяє визначити температуру з точністю і надійністю.
Використання ртуті в термометрах з червоною рідиною забезпечує стабільність і довговічність вимірювальних приладів. Такі термометри зазвичай мають шкалу, розмічену за градусами Цельсія або Фаренгейта, що дозволяє проводити точні вимірювання в широкому діапазоні температур.
Матеріали для масштабу термометра
Для виготовлення масштабу термометра з червоною рідиною використовуються спеціальні матеріали, які забезпечують точність і надійність вимірювань.
Стекла - основний матеріал, з якого виготовляються термометри з червоною рідиною. Скло вибирають таким чином, щоб воно було прозорим і довговічним. Також важливо, щоб скло було стійким до температурних впливів і не розширювало або стискалося при зміні температури.
Рідина - основою червоної рідини, що використовується в термометрі, є спирт. Спирт має певні властивості, які дозволяють використовувати його в якості термометричної рідини. Він розширюється при нагріванні і стискається при охолодженні, що забезпечує зміну рівня рідини в масштабі термометра.
Барвник - для додання рідини червоного кольору, до неї додають спеціальний барвник. Червона рідина дозволяє більш наочно відстежувати зміни температури в термометрі.
Комбінація цих матеріалів забезпечує роботу термометра з червоною рідиною і дозволяє точно вимірювати і відображати температуру.
Принцип роботи термометра з червоною рідиною
Основним матеріалом, з якого виготовляється термометр з червоною рідиною, є скло. Воно прозоро і стійко до впливу більшості хімічних речовин, включаючи алкоголь. Усередині скляного термометра знаходиться червона рідина, яка зазвичай являє собою спирт або спиртовий розчин з барвником.
Принцип роботи термометра заснований на тому, що алкоголь розширюється при нагріванні і стискається при охолодженні. Коли термометр поміщається в середовище зі змінною температурою, алкоголь всередині нього розширюється або стискається, піднімаючись або опускаючись за шкалою термометра.
За допомогою позначених на шкалі термометра значень можна визначити поточну температуру. Важливо відзначити, що для більш точного вимірювання термометр повинен знаходитися в стані термодинамічної рівноваги з навколишнім середовищем, щоб температура рідини всередині термометра дорівнювала температурі навколишнього середовища.
Термометр з червоною рідиною широко застосовується в медицині, наукових дослідженнях і промисловості. Він надійний і зручний у використанні, дозволяючи швидко і точно визначити температуру об'єкта або середовища.
Термічне розширення рідини
Принцип роботи термометра з червоною рідиною заснований на явищі термічного розширення. Коли температура рідини змінюється, її об'єм також змінюється в результаті теплового руху молекул. Це явище можна спостерігати завдяки властивості рідини передавати тиск.
Усередині термометра з червоною рідиною знаходиться тонка скляна трубка зі світловідбиваючою плівкою на внутрішній поверхні. Рідина, яка використовується в термометрі, зазвичай надзвичайно чиста і має високий показник термічного розширення.
Пристрій термометра являє собою прозору градуйовану шкалу, на якій відзначені значення температури. Рідина поміщена всередину трубки таким чином, щоб нижня частина колонки перебувала на нульовому значенні шкали при низькій температурі.
Коли температура навколишнього середовища підвищується, рідина в термометрі починає розширюватися і підніматися по скляній трубці. Це відбувається через теплове розширення рідини, коли молекули рідини отримують теплову енергію і рухаються активніше, займаючи більше місця.
Таке переміщення рідини змінює видиму висоту колонки рідини на шкалі, і по цій висоті можна визначити поточну температуру. Зазвичай термометри з червоною рідиною використовуються для вимірювання температур від -50°C до +50°C.
Таким чином, термометр з червоною рідиною заснований на принципі термічного розширення рідини. Використовувана рідина розширюється або стискається в залежності від зміни температури, що дозволяє визначити поточну температуру по висоті колонки рідини на шкалі.
Залежність Розширення від температури
Розширення рідини всередині термометра з червоною рідиною засноване на принципі, відомому як термічне розширення. Коли температура навколишнього середовища змінюється, рідина всередині термометра розширюється або стискається, відображаючи цю зміну своїм положенням на шкалі.
Молекули рідини при підвищенні температури отримують більше енергії і починають рухатися швидше. Це призводить до того, що між молекулами виникають більш сильні коливання і вони розташовуються на більшій відстані один від одного.
При зниженні температури, енергія молекул зменшується і вони починають рухатися повільніше, що призводить до стиснення міжмолекулярних відстаней.
Зміна об'єму рідини призводить до зміни її рівня у вузькій трубці термометра. При підвищенні температури рідина розширюється і піднімається за шкалою термометра, а при зниженні температури стискається і опускається.
Температура, що відображається термометром, визначається будь-яким зручним для цього принципом. Наприклад, термометри з червоною рідиною використовують шкалу за Цельсієм або Фаренгейтом. Кожна шкала має свої особливості, але принцип роботи термометра на них залишається незмінним.