Как работает градусник. Что делать, если вы разбили градусник дома

Термометр – это прибор, предназначенный для измерения температуры жидкостной, газообразной или твердой среды. Изобретателем первого устройства для измерения температуры является Галилео Галилей. Название прибора с греческого языка переводится как «измерять тепло». Первый прототип Галилея существенно отличался от современных. В более привычном виде устройство появилась спустя более чем через 200 лет, когда за изучение данного вопроса взялся шведский физик Цельсий. Он разработал систему измерения температуры, разделив термометр на шкалу от 0 до 100. В честь физика уровень температуры измеряются в градусах Цельсия.

Разновидности по принципу действия

Хотя с момента изобретения первых термометров прошло уже более через 400 лет, эти устройства до сих пор продолжают совершенствоваться. В связи с этим появляются все новые устройства, основанные на ранее не применяемых принципах действия.

Сейчас актуальными являются 7 разновидностей термометров:

• Жидкостные.
• Газовые.
• Механические.
• Электрические.
• Термоэлектрические.
• Волоконно-оптические.
• Инфракрасные.

Жидкостные

Термометры относятся к самым первым приборам. Они работают на принципе расширения жидкостей при изменении температуры. Когда жидкость нагревается – она расширяется, а когда охлаждается, то сжимается. Само устройство состоит из очень тонкой стеклянной колбы, заполненной жидким веществом. Колба прикладывается к вертикальной шкале, выполненной в виде линейки. Температура измеряемой среды равна делению на шкале, на которое указывает уровень жидкости в колбе. Эти устройства являются очень точными. Их погрешность редко составляет более 0,1 градуса. В различном исполнении жидкостные приборы способны измерять температуру до +600 градусов. Их недостаток в том, что при падении колба может разбиться.

Газовые

Работают точно так же как и жидкостные, только их колбы заполняются инертным газом. Благодаря тому, что в качестве наполнителя используется газ, увеличивается диапазон измерения. Такой термометр может показывать максимальную температуру в пределах от +271 до +1000 градусов. Данные приборы обычно применяются для снятия показания температуры различных горячих веществ.

Механический

Термометр работает по принципу деформации металлической спирали. Такие приборы оснащаются стрелкой. Они внешне немного напоминает стрелочные часы. Подобные устройства используется на панели приборов автомобилей и различной спецтехнике. Главное достоинство механических термометров в их прочности. Они не боятся встряски или ударов, как модели из стекла.

Электрические

Приборы работают по физическому принципу изменения уровня сопротивления проводника при различных температурах. Чем горячее металл, тем его сопротивляемость при передаче электрического тока выше. Диапазон чувствительности электротермометров зависит от металла, который использован в качестве проводника. Для меди он составляет от -50 до +180 градусов. Более дорогие модели на платине могут указывать на температуру от -200 до +750 градусов. Такие приборы применяются как датчики температуры на производстве и в лабораториях.

Термоэлектрический

Термометр имеет в своей конструкции 2 проводника, которые измеряют температуру по физическому принципу, так называемому эффекту Зеебека. Подобные приборы имеют широкий диапазон измерения от -100 до +2500 градусов. Точность термоэлектрических устройств составляет около 0,01 градуса. Их можно встретить в промышленном производстве, когда требуется измерение высоких температур свыше 1000 градусов.

Волоконно-оптические

Делаются из оптоволокна. Это очень чувствительные датчики, которые могут измерять температуру до +400 градусов. При этом их погрешность не превышает 0,1 градуса. В основе такого термометра лежит натянутое оптоволокно, которое при изменении температуры растягивается или сжимается. Проходящий сквозь него луч света преломляется, что фиксирует оптический датчик, сопоставляющий преломление с температурой окружающей среды.

Инфракрасный

Термометр, или пирометр, является одним из самых недавних изобретений. Они имеют верхний диапазон измерения от +100 до +3000 градусов. В отличие от предыдущих разновидности термометров, они снимают показания без непосредственного контакта с измеряемым веществом. Прибор посылает инфракрасный луч на измеряемую поверхность, и на небольшом экране отображает ее температуру. При этом точность может отличаться на несколько градусов. Подобные устройства применяются для измерения уровня нагрева металлических заготовок, которые находятся в горне, корпуса двигателя и пр. Инфракрасные термометры способны показать температуры открытого пламени. Подобные устройства применяются еще в десятках различных сфер.

Разновидности по предназначению

Термометры можно классифицировать на несколько групп:

• Медицинские.
• Бытовые для воздуха.
• Кухонные.
• Промышленные.

Медицинский термометр

Медицинские термометры обычно называют градусники. Они имеют низкий диапазон измерения. Это связано с тем, что температура тела живого человека не может составлять ниже +29,5 и выше +42 градусов.

В зависимости от исполнения медицинские градусники бывают:

• Стеклянные.
• Цифровые.
• Соска.
• Кнопка.
• Инфракрасный ушной.
• Инфракрасный лобный.

Стеклянные термометры являются первыми, которые начали применять для медицинских целей. Данные устройства универсальны. Обычно их колбы заполняются спиртом. Раньше для таких целей использовалась ртуть. Подобные устройства имеют один большой недостаток, а именно необходимости длительного ожидания для отображения реальной температуры тела. При подмышечном исполнении продолжительность ожидания составляет не менее 5 минут.

Цифровые термометры имеют небольшой экран, на который выводится температура тела. Они способны показать точные данные спустя 30-60 секунд с момента начала измерения. Когда градусник получает конечную температуру, он создает звуковой сигнал, после которого его можно снимать. Данные приборы могут работать с погрешностью, если не очень плотно прилегают к телу. Существуют дешевые модели электронных термометров, которые снимают показания не менее долго, чем стеклянные. При этом они не создают звуковой сигнал об окончании измерения.

Термометры соски сделаны специально для маленьких детей. Устройство представляет собой соску-пустышку, которая вставляется в рот младенца. Обычно такие модели после завершения измерения подают музыкальный сигнал. Точность устройств составляет 0,1 градуса. В том случае если малыш начинает дышать через рот или плакать, отклонение от реальной температуры может быть существенным. Продолжительность измерения составляет 3-5 минут.

Термометры кнопки применяются тоже для детей возрастом до трех лет. По форме такие приборы напоминают канцелярскую кнопку, которая размещается ректально. Данные устройства снимают показания быстро, но имеют низкую точность.

Инфракрасный ушной термометр считывает температуру из барабанной перепонки. Такое устройство способно снять измерения всего за 2-4 секунды. Оно также оснащается цифровым дисплеем и работает на . Данное устройство имеет подсветку для облегчения введения в ушной проход. Приборы подходят для измерения температуры у детей старше 3 лет и взрослых, поскольку у младенцев слишком тонкий ушной канал, в который наконечник термометра не проходит.

Инфракрасные лобные термометры просто прикладываются ко лбу. Они работают по такому же принципу, как и ушные. Одно из преимуществ таких устройств в том, что они могут действовать и бесконтактно на расстоянии 2,5 см от кожи. Таким образом, с их помощью можно измерить температуру тела ребенка не разбудив его. Скорость работы лобных термометров составляет несколько секунд.

Бытовые для воздуха

Для измерения температуры воздуха на улице или в помещении применяются бытовые термометры. Они, как правило, выполнены в стеклянном варианте и заполнены спиртом или ртутью. Обычно диапазон их измерения в уличном исполнении составляет от -50 до +50 градусов, а в комнатном от 0 до +50 градусов. Подобные приборы часто можно встретить в виде украшений для интерьера или магнита на холодильник.

Кухонные

Кухонные термометры предназначены для измерения температуры различных блюд и ингредиентов. Они могут быть механическими, электрическими или жидкостными. Их применяют в тех случаях, когда необходимо строго контролировать температуру по рецепту, к примеру, при приготовлении карамели. Обычно подобные устройства идут в комплекте с герметичным тубусом для хранения.

Промышленные

Промышленные термометры предназначены для измерения температуры в различных системах. Обычно они представляют собой приборы механического типа со стрелкой. Их можно увидеть в магистралях водяного и газового снабжения. Промышленные модели бывают электрические, инфракрасные, механические и пр. Они имеют самое большое разнообразие форм, размеров и диапазонов измерения.

В нынешнее время нанотехнологий и электроники, по-прежнему существует много привычных предметов, которые раньше всегда служили верой и правдой, и еще долго будут оставаться такими же полезными. К таковым относится и такая, присутствующая в каждом доме, необходимая вещь как максимальный медицинский термометр.

Как ни странно, у медицинского термометра очень богатая многовековая история, начавшаяся с Галилео Галилея, за которую он претерпел десятки изменений, в результате которых, мы имеем сейчас такое простое и надежное средство измерения максимальной температуры человеческого тела.

Ртутные градусники, конечно, приносят в своем использовании некоторые неудобства, поскольку имеют большое время измерения, однако их точность и дешевизна с успехом это компенсируют. Благодаря развитию прогресса, появились и другие, более быстрые, способы измерения температуры, однако, благодаря своей достоверности, ртутные градусники будут служить еще не один десяток лет.

Чтобы понять, как работает ртутный градусник, необходимо изучить его устройство. Непосредственно ртутный градусник состоит из резервуара с ртутью, трубки для движения ртути, шкалы с градуировкой в градусах и стеклянного корпуса. В каждом медицинском термометре используется около двух грамм ртути, которая, к сожалению, в случае разрушения градусника, может представлять собой ощутимую опасность для здоровья человека.

Самым главным компонентом градусника является измерительная трубка. При простом внешнем виде, на самом деле она имеет в своем устройстве одну характерную особенность. Если внимательно, при помощи лупы рассмотреть место соединения трубки с ртутным резервуаром, то можно заметить, что в этом месте имеется значительное сужение канала прохождения ртути.

Нагревая резервуар с ртутью температурой тела, мы приводим в действие один из законов физики, когда нагрев вещества производит его расширение. Соответственно, расширившаяся, таким образом, ртуть выходит через сужение канала в измерительную трубку под давлением. Излишки ртути, выдавленные из резервуара, образуют именно тот столбик, по которому, благодаря шкале, мы видим значение температуры в градусах.

Далее отмечая, как устроен ртутный градусник, можно рассказать, что поскольку в измерительной трубке никакого давления ртути уже нет, а напротив, там при изготовлении создан вакуум, на активное вещество, относительно стенок трубки, уже действуют силы поверхностного натяжения, которые еще и благодаря плотности ртути, не дают более холодной чем в резервуаре ртути, вернуться через сужение обратно. Благодаря именно этому свойству, медицинский градусник и называется максимальным.

Он, по окончании измерения, всегда фиксирует ртуть в её максимальном положении, благодаря чему мы и знаем значение температуры своего тела. Конечно, кроме ртути можно было бы использовать и другие вещества, как, к примеру, в комнатных и уличных термометрах. Но дело в том, что именно ртуть обладает самыми линейными характеристиками расширения при нагревании, что и делает её самой точной для отображения даже десятых долей градусов.

Ртутный термометр (градусник) – это самое распространенное и популярное средство для замера температуры тела человека.

Актуальность

Не так давно этот прибор был единственным достоверным способом для измерения температуры тела. В современном высокотехнологичном обществе провести данную процедуру можно с помощью различных приборов и термометров. Каждый из них имеет как преимущества, так и недостатки.

Составные части ртутного термометра

Основу ртутного градусника составляет трубка, запаянная с двух сторон. К одной стороне прикреплен маленький контейнер содержащий 2 грамма ртути. На термометре имеется шкала, по которой определяют температуру в градусах Цельсия (от 34 до 42). Конструкция медицинского термометра изготовлена таким образом, чтобы нагреваясь и расширяясь, во время измерения температуры тела, ртуть медленно достигла своего показателя и больше не меняла своего положения. Это происходит благодаря специальному искривлению и сужению места креплении контейнера с ртутью к трубке. Поэтому, чтобы воспользоваться градусником еще раз, его необходимо стряхнуть для того, чтобы ртуть вернулась в резервуар. Взяв термометр в руки, нужно проверить на каком значении остановился ртутный столбик и при необходимости сбросить это показатель до 35 градусов, аккуратно встряхнуть термометр

Воздействие ртути на организм человека

Ртуть, которая содержится в данном термометре – это металл серебристо-белого цвета, который имеет жидкую структуру, а так же свойство испаряться при температуре выше 18 градусов. Даже при небольшом воздействии шарик ртути разделяется на множество мелких частей и разлетается в разные стороны. Если случайно разбить градусник, ртуть разливается на пол, разделяясь на множество шариков и распространяется на большую площадь помещения. Она легко проникает в маленькие щели и трещины на полу и мебели, забивается в ворс ковров. И если ее во время не удалить, она будет отравлять организм человека, испаряясь при комнатной температуре. Вдыхая пары ртути, человеческий организм накапливает ее и через некоторое время может возникнуть интоксикация. Она проявляется в следующих симптомах: металлический привкус во рту, сонливость, снижение внимания и памяти, головные боли, рвота, понос, поражение почек, боли в животе, кровоточивость десен, стоматит, анемия, дерматит, тремор конечностей, раздражение дыхательных путей. Крайне негативно ртуть воздействует на организм детей, пожилых людей и домашних животных. Поэтому, если произошла неприятность, когда градусник оказался разбитым, следует немедленно провести ряд обязательных манипуляций.

Если разбился градусник

• Первым делом необходимо выпроводить из данной комнаты всех, кто не участвуют в уборке и ликвидации последствий разбитого термометра, особенно деток и домашних животных.
• Так же сразу открывают окна для проветривания, но важно не создавать сквозняк, чтобы шарики ртути не разлетелись на большую площадь. Это будет способствовать снижению температуры воздуха в комнате, а следовательно испарение ртути замедлиться.
• По возможности ограничьте место аварии с помощью подручных средств, не допуская растекания ртути на большую площадь.
• Вещи, которые были во взаимодействии с разбившимся градусником надо вынести на свежий воздух (одежда, ковры и прочее).
• Подготовьте стеклянную банку или пластиковую бутылку, у которой имеется закручивающаяся крышка, оденьте резиновые перчатки на руки, на ноги - бахилы или полиэтиленовые пакеты, на лицо - марлевую повязку, которую следует смочить водой или содовым раствором.
• Сначала собираем все видимые шарики ртути. Делается это двумя листами бумаги, кисточкой, ватой смоченной в растворе марганцовки или соды, резиновой грушей, шприцом, пластырем или скотчем. Вся собранная ртуть помещается в банку или бутылку с холодной водой. Резиновая груша или шприц станут удобным приспособлением для того, чтобы вытащить шарики ртути из мест с затрудненным доступом.
• Тщательно осмотреть все щели на полу (в местах соединения пола и плинтуса, между ламинатом и так далее), по возможности разобрать все возможные конструкции, чтобы убедиться, что шариков ртути там нет.
• Плотно закрыть банку/бутылку и поставить в место не доступное для детей, подальше от нагревательных приборов. Самое оптимальное, временно разместить эту емкость на балконе или в гараже. Далее ее необходимо сдать в Управление Противопожарной Службы ГО ЧС.
• По технике безопасности при работе по сбору ртути нужно выходить на свежий воздух каждые 15 минут.
• Ни в коем случае нельзя:
  • Пользоваться пылесосом, так как нагревательный элемент в пылесосе будет способствовать испарению и распространению ртути в помещении. Впоследствии использование такого прибором для уборки будет опасно для здоровья, поэтому придется его утилизировать.
  • Пользоваться веником, так как его прутики будут разбивать шарики на более мелкие. Это затруднит сбор опасного вещества.
  • Выкидывать собранную ртуть в мусор или канализацию. Это будет способствовать загрязнению значительно большей территории с затрудненностью ее очистки.
  • Не стирайте вещи, в которых вы проводили уборку или те, которые соприкасались с ртутью в следствии аварии в стиральной машине. В данном случае ртуть так же может попасть в канализацию, откуда ее уже будет невозможно изъять. Вещи выносят на улицу и проветривают на улице не менее 5 дней.
• После того, как вся ртуть будет собрана, проведите химическую обработку территории. Для этого сделайте темно-бурый, практически не прозрачный раствор марганцовки. На один литр такого раствора надо добавить одну ложку соли и одну столовую ложку уксуса (можно использовать лимонную кислоту). С помощью пуливизатора или кисточки нанесите полученный раствор на место аварии и оставьте на 6-8 часов, периодически увлажняя обработанную поверхность водой. По истечению данного срока, промойте пол мыльно-содовым раствором.
• Подобную обработку пола следует проводить в течении нескольких дней, выдерживая раствор марганцовки около часа.

Описание и принцип работы электронного термометра.

Температура 36,6 градуса в качестве эталона температуры здорового человека – это не более чем условность. В реальности нормальная температура здорового человека зависит от характерных особенностей организма, времени суток, возраста, предшествовавших физических нагрузок, приема пищи, сна... Так, в частности, утром температура человека на несколько десятых градуса ниже, чем вечером, натощак ниже, чем после еды, а у детей температура чуть выше, чем у людей в возрасте. Нормой считается температура от 36 до 37 градусов Цельсия, с ее колебаниями в течение дня в пределах одного градуса, но не более чем 37,2 градуса.

Температуру больного можно измерять, помещая термометр в рот (орально), в прямую кишку (ректально), в подмышечную впадину (аксиллярно) и т. д. В нашей стране предпочитают именно последний вариант. Метод измерения температуры в подмышечной впадине достаточно удобен для больного, но наиболее длителен, поскольку необходимо обеспечить плотный контакт измерительной зоны термометра с мышцами на протяжении достаточно долгого времени.

Кроме того, в зависимости от места измерения температуры будут разниться и ее значения. Так, температура, измеренная в подмышечной впадине, в среднем на полградуса ниже, чем измеренная орально, и на градус ниже, чем измеренная ректально. Это не означает, что та или иная температура "правильная", а прочие нет. Просто не забудьте сообщить врачу, каким образом вы обычно меряете температуру.

Ртутные термометры или, как еще их называют в народе, градусники, знакомы каждому человеку в нашей стране. Термометры такого типа обладают рядом несомненных преимуществ – дешевизной, точностью, независимостью от источника питания, памятью максимальной измеренной температуры за счет специального устройства ртутного капилляра (вследствие этого такие термометры еще называют максимальными ) – и одним существенным недостатком: ртуть, используемая в качестве наполнителя такого прибора, очень токсична.

Ртутные термометры требуют осторожного обращения, хотя их нельзя назвать совсем уж хрупкими. Согласно регламентирующему их производство государственному стандарту "Термометры медицинские максимальные стеклянные" (ГОСТ Р), термометр должен выдерживать нагрузку до 50 Н (5,1 кг). Минимальный безотказный срок службы таких термометров – 450 циклов (один цикл – это измерение температуры и последующее встряхивание), гарантия производителя, согласно ГОСТу, должна составлять не менее одного года. Максимальный срок службы такого термометра при аккуратном обращении не ограничен, что вполне логично, так как в таком градуснике нет ни механических компонентов, ни стареющих со временем электронных деталей.

Порядка 10-15 лет назад на рынке появились электронные термометры , основой которых является терморезистор – элемент, меняющий свое сопротивление в зависимости от температуры. Подобные термометры удобны в использовании, позволяют хорошо считывать температуру, хранят последние результаты измерений, абсолютно безвредны для человека.

Классическими термометрами продолговатой формы неудобно мерить температуру тела детям грудного и младшего возраста. Обычный термометр может быть для них причиной дискомфорта, из-за чего не будет обеспечен постоянный контакт термометра с телом. Поэтому специально для детей до трех лет предназначены электронные градусники в форме соски.

Прибор не является полноценной заменой соски, его силиконовая часть может прийти в негодность от продолжительного сосания. Весит устройство менее 40 грамм. Термометр водонепроницаем, что облегчает его дезинфекцию. В силу герметичности корпуса замена батарейки не предусмотрена, но запаса батареи должно хватить на 2000 измерений.

Другой тип медицинских термометров, который сейчас можно встретить в аптеках , базируется на измерении интенсивности особого электромагнитного излучения – инфракрасных лучей. Соответственно, они называются инфракрасными (ИК) термометрами . Человеческое тело, так же как и любой другой физический объект, температура которого отлична от абсолютного нуля, является источником инфракрасного излучения. Чем интенсивнее ИК-излучение, тем выше температура человека - именно на этом принципе работают приборы ночного видения, выделяющие контур человека на фоне более холодной окружающей среды.

У инфракрасных термометров есть существенное достоинство по сравнению с ртутными и электронными. Они могут работать без контакта с поверхностью тела, что уменьшает дискомфорт для спящих людей и детей и облегчает дезинфекцию термометров.

Одним из примеров ИК-термометра является лобный инфракрасный термометр WF-2000 британской компании B. Well. Этот термометр предназначен для измерения температуры в области виска, так как височная артерия находится практически под кожей. Перед измерением лоб нужно протереть от пота и медленно двигать термометр вокруг виска либо по коже, либо в непосредственной близости от нее. Во время измерения термометр будет подавать короткие звуковые сигналы. После завершения измерения (оно занимает от 5 до 30 секунд) будет подан продолжительный звуковой сигнал. После этого держать термометр у лба для повышения точности измерения не имеет смысла, так как через минуту термометр автоматически отключается. В случае если температура выше 37,5 градуса, прибор обратит на это ваше внимание специальным звуковым сигналом. Интересной функцией термометра WF-2000 является возможность измерения температуры воды или комнатной температуры. Диапазон измерения температуры – от минус 22 до плюс 80 градусов Цельсия. Для этого достаточно поднести термометр к воде или любому предмету в комнате, который не греется сам и находится в комнате хотя бы полчаса. В саму воду погружать термометр нельзя, он не водонепроницаемый.

Термометр оснащен памятью на 25 последних измерений. Батарейка – обычная "часовая" (CR-2032), сигнал о ее замене подает сам прибор.

Температура тела измеряется медицинским термометром. Термометры хранят в широкогорлом сосуде (стакан, банка), наполовину заполненном дезинфицирующим раствором (2% раствор хлорамина). На дно сосуда кладут слой ваты, чтобы не поломались нижние концы термометров.

Корпус термометра стеклянный. Внутри имеется металлический столб (шкала) с цифровыми отметками от 34 до 42. На нём расположен стеклянный капилляр (узкая стеклянная трубка). Ртуть находится в нижнем, узком конце (резервуар для ртути). При действии тепла, ртуть расширяясь двигается вверх по капилляру. Отметка, до уровня которой поднимается ртуть, показывает чему равна температура тела больного.

Температура тела здорового человека, в течение суток колеблется в пределах от 36 о С до 37 о С. В среднем, в норме температура тела здорового человека равна 36,6 – 36,8 о С. Измерение температуры обычно проводят 2 раза в день (утром, между 6 – 7 ч., и вечером, между 17 – 18 ч.). Перед измерением температуры термометр энергично встряхивают, чтобы уровень ртути опустился ниже отметки 35 о С. Измеряют температуру в подмышечной впадине, ротовой полости, паховых складках, прямой кишке. Во избежании искажённых показателей температуры, подмы-шечную впадину и паховые области предварительно насухо вытирают полотенцем. Держат термометр в течение 8 – 10 мин. После измерения, термометр следует протереть спиртом или одеколоном и поместить в футляр.

Следует учитывать, что температура в прямой кишке и ротовой полости на 1 о С выше, чем на наружных поверхностях тела (подмышечной впадина, паховые складки).

Полученные данные заносят в температурный лист чёрным карандашом.