Elohopealämpömittari on työkalu, jota käytetään lämpötilan mittaamiseen. On olemassa useita erilaisia mallityyppejä, kokoja ja teknisiä tietoja, mutta yleinen toimintaperiaate on kaikissa tapauksissa sama. Lämpömittarin pohjassa on yleensä pieni nestemäinen elohopeavarasto, joka on useimmiten paineistettu; sen yläpuolella on yleensä lasi- tai synteettinen putki, jossa on kalibroitu lämpötila -asteikko. Elohopea, joka on kemiallinen elementti, nousee ja laskee lämpötilan muutosten seurauksena, ja kun se pysähtyy asteikolla, saadaan lukema siitä, kuinka kuuma tai kylmä tietty aine on. Monia näistä työkaluista käytetään lääketieteessä ja kotona kehon lämpötilan mittaamiseen, vaikka niitä voidaan käyttää myös ulkona ja ammattimaisemmissa sääolosuhteissa. Joissakin tapauksissa niitä käytetään myös keittiöissä, yleensä keinona seurata lämpimiä nesteitä, mutta useimmat nykyaikaiset kokit haluavat enemmän elintarvikekohtaisia mittareita. Yleensä saatavilla on useita vaihtoehtoja ja malleja käyttötarkoituksen mukaan.
Origins
Perusvälineet ovat yleensä melko yksinkertaisia. Elohopea, joka tunnetaan myös joskus nimellä quicksilver, on hopeinen neste, joka reagoi erittäin hyvin ilmakehän muutoksiin, erityisesti lämpötilaan ja ilmanpaineeseen. Saksalaisen fyysikon Gabriel Fahrenheitin ansioksi hän keksi ensimmäisen elohopealämpömittarin vuonna 1714, jonka hän teki lasiputkella, joka oli kiinnitetty pieneen elohopeakaivoon. Tämä elohopea kiinnitettiin metallikärkeen. Metallia pidetään yleensä hyvänä lämmönjohtimena, ja Fahrenheit huomasi, että kun tämä kärki asetettiin vaihtelevien lämpötilojen nesteisiin, elohopea nousi ja putosi lasikammioon. Sitten hän kehitti kalibrointijärjestelmän luodakseen asteikon helppoon lukemiseen. Useimmat nykyaikaiset mallit toimivat tällä tavalla, ja vaikka esityksen suhteen on edistytty, perusasiat ovat yleensä suunnilleen samat.
Mekaniikka ja miten ne toimivat
Useimmat lämpömittarit pitävät 0.02 unssia (0.5 g) – 0.1 unssia (3 g) elohopeaa. Paksu lasi koteloi yleensä lämpötilaherkän nestemäisen metallin. Kun työkalu asetetaan ulos tai runkoon, metallikärki lämpenee ja elohopea venyy putken sisällä olevan onton tilan pituudella. Korkeampi lämpötila saa elohopean kasvamaan pidempään, kun taas matala lämpötila laskee tai kutistuu takaisin. Nämä lämpömittarit on yleensä merkitty lämpötilalukemilla Fahrenheit- tai Celsius -asteikolla.
Yleisimmät käyttötavat
Tällaisia lämpömittaria käytetään yleisimmin lääketieteessä ja meteorologiassa. Lääkärit käyttävät usein versiota, joka tunnetaan elohopean maksimilämpömittarina ihmisen kehon lämpötilan mittaamiseen. Tätä tyyppiä voidaan käyttää joko suun kautta, eli liukastettuna kielen alle, tai peräsuolen kautta.
Suurin elohopeatyyppinen lämpömittari toimii suunnilleen samalla tavalla kuin vakiomalli, mutta elohopea ei kutistu takaisin kärkeen, kun se poistetaan lämmönlähteestä. Tämä mahdollistaa lämpötilalukemien pitämisen, kunnes keskipakovoima pakottaa elohopean takaisin kärkeen tai ravistamalla lämpömittaria pää kohti lattiaa. Typpikaasu pitää yleensä elohopean paikallaan, ja se on yleensä lisättävä valmistusprosessin aikana.
Meteorologit voivat myös käyttää elohopeapohjaisia lämpömittaria ilman lämpötilan mittaamiseen. Normaali elohopea jäätyy -37.89 ° C: n lämpötilassa. Tämän lämpötilan alapuolella olevien lämpötilojen mittaamiseksi meteorologit sekoittavat usein elohopeaa talliumseokseen. Thallium alentaa jäätymispisteen -38.83 ° C: een. Jos elohopea jäätyy, metallin taakse voi jäädä typpeä, jolloin lämpömittari lakkaa toimimasta.
Turvallisuushuolet
Elohopea voi olla myrkyllistä kulutettuna, ja se voi myös aiheuttaa iho- ja silmävaurioita kosketettaessa tai hengitysvaikeuksia hengitettynä. Tämä on saanut jotkut ihmiset kyseenalaistamaan viisauden siitä, että elohopea on niin helposti saatavilla kodeissa. Lämpömittarin sisällä ei yleensä ole turvallisuusriskiä, mutta jos lasi rikkoutuu, altistuminen on todennäköistä. Valunut elohopea voi olla erittäin haastavaa puhdistaa, koska irtonainen neste muodostaa usein pyöristettyjä “palloja”, jotka voivat pomppia ja hajota lattialle tai huoneeseen.
Useimmat nykyaikaiset lämpömittarit on valmistettu paljon vahvemmasta lasista kuin alkuperäiset, ja kummassakin on elohopeaa melko vähän. Samoin elohopeamyrkytykseen liittyvien vaarojen vuoksi monet maat ympäri maailmaa, erityisesti Euroopassa, ovat kieltäneet elohopeapohjaiset lämpömittarit lääketieteelliseen käyttöön. On myös vaikeaa ostaa elohopealämpömittaria kotikäyttöön monissa näistä maista.
Yhdysvallat ei ole kieltänyt elohopeaa lääketieteellisissä olosuhteissa, vaikka monet asianajajaryhmät ovat suositelleet useita turvatoimia. Esimerkiksi Amerikan lastenlääkäreiden akatemia ja Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluvirasto ovat ehdottaneet vaihtoehtoisia lämpötilan mittauslaitteita henkilökohtaiseen käyttöön tahattoman altistumisen riskin vähentämiseksi.