Ein Quecksilberthermometer ist ein Werkzeug zur Temperaturmessung. Es gibt eine Reihe verschiedener Modelltypen, Größen und Spezifikationen, aber das allgemeine Funktionsprinzip ist in allen Fällen ungefähr gleich. Das Thermometer hat normalerweise eine kleine Reserve an flüssigem Quecksilber in seiner Basis, die meistens unter Druck steht; darüber befindet sich in der Regel ein Glas- oder Kunststoffröhrchen mit kalibrierter Temperaturskala. Quecksilber, ein chemisches Element, steigt und fällt als Reaktion auf Temperaturänderungen, und wenn man beobachtet, wo es auf der Skala aufhört, kann man ablesen, wie heiß oder kalt eine bestimmte Substanz ist. Viele dieser Instrumente werden in der Medizin und im Haushalt verwendet, um die Körpertemperatur zu messen, obwohl sie auch draußen und in professionelleren meteorologischen Situationen verwendet werden können. In einigen Fällen werden sie auch in Küchen verwendet, normalerweise um warme Flüssigkeiten zu überwachen, aber die meisten modernen Köche bevorzugen mehr lebensmittelspezifische Messgeräte. Je nach Verwendungszweck stehen in der Regel verschiedene Optionen und Modelle zur Verfügung.
Origins
Die grundlegende Instrumentalität ist normalerweise ziemlich einfach. Quecksilber, manchmal auch Quecksilber genannt, ist eine silbrige Flüssigkeit, die sehr gut auf atmosphärische Veränderungen reagiert, insbesondere auf Temperatur und Luftdruck. Dem deutschen Physiker Gabriel Fahrenheit wird die Erfindung des ersten Quecksilberthermometers im Jahr 1714 zugeschrieben, das er aus einem Glasrohr herstellte, das an einer kleinen Quecksilberquelle befestigt war. Dieses Quecksilber war in einer Metallspitze gesichert. Metall wird normalerweise als guter Wärmeleiter angesehen, und Fahrenheit bemerkte, dass beim Eintauchen dieser Spitze in Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Temperaturen das Quecksilber in der Glaskammer auf- und abstieg. Dann entwickelte er ein Kalibrierungssystem, um eine Skala zum einfachen Ablesen zu erstellen. Die meisten modernen Modelle funktionieren auf diese Weise, und obwohl in Bezug auf die Präsentation Fortschritte gemacht wurden, sind die Grundlagen normalerweise ungefähr gleich.
Mechanik und ihre Funktionsweise
Die meisten Thermometer halten zwischen 0.02 Unzen (0.5 g) und 0.1 Unzen (3 g) Quecksilber. Dickes Glas umhüllt in der Regel das temperaturempfindliche Flüssigmetall. Wenn das Werkzeug im Freien oder im Körper platziert wird, erwärmt sich die Metallspitze und Quecksilber dehnt sich entlang des Hohlraums innerhalb des Rohres aus. Bei höheren Temperaturen wächst Quecksilber länger, während es bei niedrigen Temperaturen sinkt oder wieder schrumpft. Diese Thermometer sind normalerweise mit Temperaturwerten auf der Fahrenheit- oder Celsius-Skala gekennzeichnet.
Häufigste Anwendungen
Diese Art von Thermometern werden am häufigsten in der Medizin und Meteorologie verwendet. Ärzte verwenden oft eine Version, die als maximales Quecksilberthermometer bekannt ist, um die menschliche Körpertemperatur zu messen. Diese Art kann entweder oral, also unter die Zunge geschoben, oder rektal angewendet werden.
Ein Thermometer mit maximalem Quecksilbergehalt funktioniert ähnlich wie die Standardversion, aber das Quecksilber schrumpft nicht in die Spitze zurück, wenn es von einer Wärmequelle entfernt wird. Auf diese Weise können die Temperaturmesswerte beibehalten werden, bis Quecksilber durch Zentrifugalkraft oder Schütteln des Thermometers mit dem Kopf zum Boden gerichtet zurück in die Spitze gedrückt wird. Stickstoffgas hält normalerweise das Quecksilber an Ort und Stelle und muss normalerweise während des Herstellungsprozesses eingeführt werden.
Mit Quecksilber betriebene Thermometer können auch von Meteorologen verwendet werden, um die Lufttemperatur zu messen. Standardquecksilber gefriert bei -37.89°F (-38.83°C). Um Temperaturen unterhalb dieses Punktes zu messen, mischen Meteorologen häufig Quecksilber mit Thalliumlegierungen. Thallium senkt den Gefrierpunkt auf -78 ° F (-61.1 ° C). Wenn Quecksilber gefriert, kann sich Stickstoff hinter dem Metall verfangen, was dazu führt, dass das Thermometer nicht mehr funktioniert.
Sicherheits-Bedenken
Quecksilber kann bei Verzehr giftig sein und bei Berührung Haut- und Augenschäden oder beim Einatmen Atemnot verursachen. Dies hat dazu geführt, dass einige Leute die Weisheit der Tatsache, dass Quecksilber in Haushalten so leicht zugänglich ist, in Frage stellen. Innerhalb der Grenzen des Thermometers besteht normalerweise kein Sicherheitsrisiko, sollte das Glas jedoch zerbrechen, ist eine Exposition wahrscheinlich. Verschüttetes Quecksilber kann sehr schwierig zu reinigen sein, da die lose Flüssigkeit oft runde „Kugeln“ bildet, die abprallen und über einen Boden oder Raum zerstreuen können.
Die meisten modernen Thermometer bestehen aus viel stärkerem Glas als ihre ursprünglichen Gegenstücke, und der Quecksilbergehalt ist in jedem Fall recht gering. Trotzdem haben viele Länder auf der ganzen Welt, vor allem in Europa, aufgrund der Gefahren, die mit einer Quecksilbervergiftung verbunden sind, Thermometer auf Quecksilberbasis für medizinische Zwecke verboten. In vielen dieser Länder ist es auch schwierig, Quecksilberthermometer für den Heimgebrauch zu kaufen.
Die Vereinigten Staaten haben Quecksilber in medizinischen Einrichtungen nicht verboten, obwohl viele Interessengruppen eine Reihe von Sicherheitsvorkehrungen empfohlen haben. Die American Academy of Pediatricians und die United States Environmental Protection Agency haben zum Beispiel jeweils alternative Temperaturmessgeräte für den persönlichen Gebrauch vorgeschlagen, um das Risiko einer versehentlichen Exposition zu verringern.