Практичне використання показника щільності ртуті і одиниці його вимірювання

Хімічний елемент ртуть, щільність якої в 13,6 рази перевищує показник води, має здатність перебувати в рідкому стані при кімнатній температурі. Фізичні властивості металу дозволяють застосовувати його у виробництві точних вимірювальних приладів.

Живе срібло. Меркурій. Ртуть.

Фізичні властивості рідкого металу

1. Меркурій, або argentum vivum (в перекладі з латинської мови «живе срібло»), щільність якого в 13 разів перевищує питому вагу води, є найважчим рідким металом.
2. Щільність речовини при температурі 0 ° C становить 13,5951 г / см³, а при нагріванні до 100 ° C зменшується і становить 13,36 г / см ³. Наприклад, при температурному градієнті 737 ° C питома вага знижується до показника 11,830 г / см³.
3. Питома теплоємність живого срібла не залежить від збільшення температури. В процесі нагрівання зменшується теплоємність.
4. Теплопровідність металу збільшується при негативних температурних градієнтах (в твердому стані металу). З подальшим нагріванням температуропровідність ртуті збільшується з поступовим нагріванням живого срібла.
5. Пари ртуті здатні створювати сильний тиск, показник якого залежить від температури. Наприклад, при 100 ° C тиск пари становить 37,45 Па, а при збільшенні температури на 100 ° - збільшується майже в 62 рази.
6. Багато хто недооцінює небезпеку металу через відсутність у парів ртуті запаху і розпізнавального кольору. Щоб переконатися в особливості ртуті випаровуватися, можна провести експеримент.

Для цього потрібно налити в чашку трохи живого срібла до утворення невеликої калюжки діаметром близько 2 см і засипати спеціальним порошком. Якщо цей порошок освітлити в ультрафіолетовому спектрі, то на тлі рідини чітко видно темні рухомі хмари.

Цей процес пояснюється здатністю парів ртуті поглинати ультрафіолетове спектр випромінювання, тому над чашкою в місцях, де піднімаються струменя пари металу, промені затримуються і не доходять до порошку. Це пояснює наявність темних плям.

Якщо відкриту поверхню рідкого металу залити водою, то це знизить швидкість випаровування металу.

Параметр щільності і одиниці його вимірювання

Показник щільності відображає масу речовини, що знаходиться в одиниці об'єму. Він означає співвідношення вагового показника речовини до об'єму і розраховується шляхом арифметичних дій.

Показник в загальноприйнятій міжнародній системі одиниць (CI) вимірюється в кг / м³, тобто 1 м³ ртуті важить 13,5 т. У інших стандартах показник може вказуватися в інших одиницях ваги і обсягу.

Якщо відносний показник щільності речовини менше або дорівнює 1, це означає, що речовина не тоне у воді. Цей принцип можна застосувати до інших матеріалів. Відповідно, якщо щільність опущеного металу в ртуть буде нижче, то матеріал (свинець або родій) буде плавати в рідині.

З метою спрощення порівняння параметрів між різними системами стандартів іноді використовують відносні показники.

Практичне використання ртуті

Спеціальні методи перекачування нафти і газу вимагають використання відповідних приладів, що визначають щільність сировини. Науково-дослідним інститутом «Транснефть» розроблений поплавковий плотномер, що складається з наступних деталей:

• поплавка;
• корпусу;
• ебонітового стержня;
• ємності, що містить меркурій;
• плунжера;
• трубки зі стійкого до намагнічування матеріалу;
• котушки для створення індуктивних сил;
• приладу для вторинного контролю.

Конструкція плотномера дозволяє встановлювати його на байпасе перед станцією для перекачування або кінцевим пунктом. Перед приладом монтують фільтр для уловлювання забруднюючих компонентів. З фільтра по патрубкам очищена рідина надходить в прилад для вимірювання щільності.

Плотномер працює за принципом підйомної сили Архімеда. Зі зміною щільності рідини, що переходить через прилад, змінюється показник сили, що діє на поплавок.

В результаті впливу поплавок разом з плунжером і петлею переміщається у вертикальному напрямку. Для забезпечення переміщення в суворо визначених межах використовується вузол стабілізації поплавка, вражаючі дії яких засновані на принципі впливу підйомної сили.

Наприклад, якщо припустити, що щільність суміші зменшилася, то поплавець опуститься. При цьому стрижень, пов'язаний з петлею, опуститься в посудину з живим сріблом.

Прилад, що вимірює щільність за принципом підйомної сили Архімеда.

За рахунок різниці щільності ртуті і ебоніту виникає сила, що виштовхує стрижень і перешкоджає подальшому його опускання. У процесі впливу середовища поплавок зупиняється, а при підвищенні щільності відбувається зворотний процес.

• Ще одна фізична властивість металу - при нагріванні розширюватися - дозволяє використовувати ртуть для виробництва вимірювальних приладів, що дозволяють проводити виміри в широкому діапазоні температур.
• У медичних градусниках використовується такий фізичний параметр металу, як щільність, що забезпечує фіксацію температурного показника.
• Барометр працює з урахуванням залежності від зміни погодних умов і атмосферного тиску, яке зазвичай падає перед негодою.

Ртутний барометр являє собою запаяну трубку, в якій знаходиться ртуть.

Так як щільність металу і співвідношення поділок шкали залежать від температури, то виникає необхідність відносити довжину ртутного стовпа і довжину поділок шкали приладу для визначення атмосферного тиску до температурного градієнту. У трубці відсутній повітря, але в її верхній частині знаходиться торрічелліевой порожнеча.

Барометр - прилад для визначення атмосферного тиску.

При виготовленні ртутного барометра цю трубку заповнюють живим сріблом, а потім врівноважують висоту стовпа атмосферним тиском, що діє на поверхневу частину металу в ємності.