想象一下细玻璃温度计,就是用来量体温的那种。温度计一头是一个装满了水银的小球,另一头是温度的刻度。当水银变热时(比如被你嘴里的热量加热),会缓慢上升,上升幅度与你嘴里的温度相对应。
意大利数学家和天文学家伽利略,在1592年左右发明了温度计。不过,猜一猜谁在1714年发明了水银温度计呢?是一个生于波兰的物理学家,名叫丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特。(当然了,华伦海特最大的贡献是发明了温度刻度,这个刻度还以他的名字命名。在华氏温标下,水在32度结冰,在212度沸腾。18世纪的瑞典科学家安德斯·摄尔修斯,发明了摄氏温标,在今天被广泛使用。)
如果你曾经打碎过玻璃温度计,你会知道,水银会变成闪光的银珠滚落在地上,所以“水银”这个名字起得很合适。
流动性对于温度计制造来说很重要。实际上,水银是唯一能在普通室温下保持液态的金属元素,能像水一样流动。(大多数金属,比如铁、铜和铝,在室温下都是坚硬的固体。如果不是这样的话,我们也不可能制造出铁锅、铜线或铝罐。)水银必须被冷却到零下39摄氏度(零下38华氏度),才会凝固成像铅一样较软的固体。
水会附着在玻璃上,任何试图把瓶子里的酒倒干的人都有体会,玻璃和水相互吸引。然而,水银却不喜欢玻璃,所以它不会把玻璃弄湿,也不会粘在上面。在玻璃温度计里,水银顺滑地上升和下降,而不会粘到温度计的玻璃壁上。
所有物体在受热时都会膨胀。那是因为它们的分子获得能量,从而在各个方向上向外微动。液体水银是制作温度计的很好选择,因为它受热时会快速并均匀膨胀。
华伦海特不断使用水银做试验,直到发明出准确的温标:随着温度的升高和降低,水银膨胀和收缩,刻度与此相对应。
当温度升高时,水银膨胀
推动温度计里的空气,这难道不会使得玻璃管爆炸吗?答案很简单,玻璃管里根本没有空气。玻璃管里的空气被抽空了,只剩下水银,然后管子被密封起来。所以,水银在玻璃管里进行的是没有空气的旅行。
信息速递
水银对人体神经系统是有毒性的,所以不要接触从碎温度计中流出的水银。水银对人体神经系统是有毒性的,所以不要接触从碎温度计中流出的水银。