چرا در دماسنج، جیوه می ریزند؟

واژه دماسنج خودش به ما می گوید که برای انجام دادن چه کاری ساخته شده است! «دما» یعنی حرارت و «سنج» یعنی اندازه گرفتن، پس «دماسنج» یعنی دستگاهی که دما را می سنجد یا اندازه گیری می کند.

برای تعیین حرارت، تنها راه این است که اثر و تغییرات آن را بر یک جسم مورد توجه قرار دهیم. مثلاً زمانی که تغییر محسوسی بر اثر حرارت در یک جسم مشاهده می کنیم، می گوییم: «این جسم خیلی داغ است.»

گرما و سرما، اجسام بسیاری را تحت تاثیر و دگرگونی قرار می دهند. پس ما برای درست کردن دماسنج به ماده ای احتیاج داریم که سرما و گرما در آن بی تاثیر باشند و حالت طبیعی اش را تغییر ندهند. مناسب ترین و بهترین ماده ای که کشف شده است و چنین خاصیتی را دارد، ماده ای به نام «جیوه» می باشد. هر چند که حرارت باعث افزایش حجم جیوه می شود ولی میزان این افزایش در همه حالت ها ثابت و مشخص است. مثلاً هرگاه مقداری جیوه را در یک لوله شیشه ای بریزیم و آن را گرم کنیم، خواهیم دید که جیوه مزبور تا اندازه معینی انبساط می یابد و خود به خود در لوله بالا می رود. سپس در صورتی که مجدداً عین همان حرارت را به جیوه بدهیم، دوباره تا همان نقطه بالا خواهد آمد.

بر اثر گرما، حجم جیوه افزایش می یابد که آن را اصطلاحاً «انبساط جیوه» می نامند. در نتیجه سرما، حجم جیوه کاهش می یابد که به اصطلاح می گویند جیوه انقباض پیدا کرده است.

پس دماسنج از یک لوله شیشه ای درست می شود که در درون آن لوله مقداری جیوه ریخته باشیم و البته باید آن لوله را با اعداد درجه بندی کنیم تا بتواند درجه بالا و پایین رفتن جیوه را به دقت نشان بدهد.

در دماسنج های جدید، جیوه در لوله ای (به باریکی یک سنجاق) ریخته شده و منفذ آن از موی انسان نیز تنگ تر است. انتهای لوله، مخزن کوچکی قرار دارد که در درون آن فقط به اندازه ای که لازم بوده است، جیوه می ریزند. در درون خود لوله، یا گاز نیتروژن ریخته اند و یا اصلاً هوای درون لوله را خالی کرده و به اصطلاح «خلأ» ایجاد کرده اند. جیوه در درون چنین لوله ای بالا و پایین می رود و با بالا و پایین رفتن، درجه حرارت را مشخص می کند.

در درجه بندی لوله دماسنج ها دو شیوه متداول است:

1. روش درجه بندی فارنهایت
2. روش درجه بندی صد بخشی یا سانتیگراد

در درجه بندی صد بخشی، صفر نقطه انجماد آب است و عدد 100 نقطه جوش آب می باشد. اما در شیوه درجه بندی فارنهایت، نقطه انجماد آب عدد 32 و نقطه جوش آب عدد 212 است.

دماسنج پزشکی که برای تعیین درجه حرارت بدن انسان ها به کار می رود، طوری ساخته شده است که وقتی جیوه در لوله بالا رفت، تا مدتی همچنان در همان جا باقی می ماند. سپس باید آن را با شدت تکان بدهیم تا جیوه بار دیگر به سر جای اول خویش (یعنی به داخل مخزن جیوه) برگردد.

منابع

1. کتاب به من بگو چرا و چگونه. نوشته آرکادی لئوکوم. ترجمه سعید درودی. انتشارات بهزاد. سال 1391.