Vì sao nhiệt kế lại dùng thủy ngân

Vì sao nhiệt kế lại dùng thuỷ ngân

Để đo nhiệt độ, người ta thường dùng nhiệt kế thuỷ ngân hoặc nhiệt kế rượu quỳ. Thuỷ ngân và rượu quỳ là bộ phận quan trọng trong nhiệt kế được gọi là chất đo nhiệt.

Download

Xem online

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. Vì sao nhiệt kế lại dùng thuỷ ngân Để đo nhiệt độ, người ta thường dùng nhiệt kế thuỷ ngân hoặc nhiệt kế rượu quỳ. Thuỷ ngân và rượu quỳ là bộ phận quan trọng trong nhiệt kế được gọi là chất đo nhiệt. Các chất này được sử dụng để đo nhiệt độ vì nó có tính chất nóng nở lạnh co lại. Khi nóng lên thể tích của thuỷ ngân và rượu nở ra. Lúc đó, ta nhìn thấy cột thuỷ ngân tỏng nhiệt kế từ từ dâng lên cao. Như vậy, chỉ cần đánh dấu và ghi lại những vị trí thích hợp là ta có thể đo được nhiệt độ. Để cho nhiệt kế có giá trị sử dụng tốt, thực tế, hiệu qủa thì những chất dùng làm chất đo nhiệt phải có đủ các tính chất sau:một là, có sự thay đổi nhanh về thể tích khi nhiệt độ thay đổi sao cho có thể đo được sự biến đổi rất nhỏ của nhiệt độ; hai là, nếu sử dụng ở nhiệt độ thấp thì chúng không bị đông cứng thành thể rắn, ngược lại ở nhiệt độ cao chúng cũng không bị bốc thành hơi, nếu không sẽ không thể đo được.
2. Thuỷ ngân và rượu quỳ có cùng chất lượng như nhau nhưng, nếu tăng nhiệt độ chúng lên 10 độ C thì nhiệt lượng mà rượu hấp thụ sẽ lớn hơn thuỷ ngân tới 20 lần. Khi đo nhiệt độ không khí hay nhiẹt độ của nước, người ta thường dùng nhiệt kế rượu. Rượu và thuỷ ngân có những đặc tính rất khác nhau.Rượu là loại chịu lạnh giỏi, phải đến nhiệt độ âm 177 độ C nó mới đông đặc thành thể rắn. Trong khi đó,thuỷ ngân chuyển thành thể rắn ở nhiệt độ âm 31 độ C. Ở những vùng giá rét, mùa đông có khi nhiệt độ xuống tới âm 4000 độ C, người ta thường phải dùng nhiệt kế rượu. Tuy nhiên, thuỷ ngân lại có những ưu điểm riêng của nó. Thuỷ ngân chịu nóng rất tốt. Độ sôi của nó là 356,72 độ C, nên trong trường hợp phải đo nhiệt độ cao thì thuỷ ngân chiếm ưu thế hơn nhiều. Vật liệu siêu dẫn: bức màn bí mật đang được vén lên
3. Các nhà khoa học đã quan sát được cơ chế hoạt động của siêu dẫn, một hiện tượng bí hiểm từ lâu trong khoa học chỉ xảy ra đối với một vài loại vật liệu khi nhiệt độ hạ xuống ở mức vô cùng thấp. Các nỗ lực tìm kiếm loại vật liệu có khả năng siêu dẫn này ở nhiệt độ cao đang được tiến hành. Một trong những điều huyền bí lớn nhất trong khoa học là hiện tượng siêu dẫn. Đó là một hiện tượng không thể tin được! Tại nhiệt độ vô cùng thấp, một số vật liệu dẫn điện sẽ mất hầu như toàn bộ trở kháng của nó và ngăn chặn toàn bộ từ trường xâm nhập vào bên trong nó (hiệu ứng Meisser). Các vật liệu dẫn điện thông thường như vàng hay đồng đều có sự không tinh khiết nhất định khiến cho chúng không thể trở thành siêu dẫn. Những vật liệu này có một trở kháng nhất định ngay cả khi nhiệt độ hạ tới mức thấp nhất - độ không tuyệt đối (0 K hay -273,14 °C). Đối với vât liệu siêu dẫn, chúng có trở kháng khi nhiệt độ nằm trên một mức ngưỡng Tc. Khi nhiệt độ thực vượt qua mức ngưỡng này (thấp hơn), chúng sẽ trở nên siêu dẫn và trở kháng của chúng bằng không. Siêu dẫn hứa hẹn những ứng dụng phi thường trong công nghiệp điện tử chẳng hạn như sẽ xuất hiện hệ thống máy tính sử dụng các mạch vật liệu siêu dẫn không tiêu thụ điện năng và cũng chẳng tỏa nhiệt lãng phí. Trong ba thập niên qua, rất nhiều những nghiên cứu đầy hứa hẹn đă được tiến hành để tìm ra các loại vật liệu siêu dẫn ở "nhiệt độ cao". Loại vật liệu siêu dẫn đầu tiên được phát hiện ra có nhiệt độ ngưỡng chuyển đổi siêu dẫn vô cùng thấp. Để đạt được tính siêu dẫn, người ta đã cần phải làm lạnh nó đến gần mức không tuyệt đối.
4. Chưa từng có vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ thường nào được phát hiện ra cho đến nay. Tuy nhiên, các nghiên cứu thực nghiệm vào năm 1986 đã từng cho những kết quả khả quan khi phát hiện ra loại vật liệu siêu dẫn cuprate-perovskite. Loại vật liệu này có khả năng siêu dẫn ở nhiệt độ 90 K (tương đương -183,14 °C). Ngày nay, người ta biết được vật liệu có nhiệt độ chuyển đổi siêu dẫn Tc cao nhất là 138 K (tương đương -135,14 °C). Đó là vật liệu gốm bao gồm các chất như thalium, mercury, đồng, barium, calcium, strontium và oxy. Những nghiên cứu trên đã cho phép tạo ra các vật liệu có thể đạt được tính năng siêu dẫn chỉ với việc làm lạnh bằng nitrogen lỏng. Đó thật sự là một triển vọng tương đối kinh tế. Một khó khăn lớn nhất trong việc tìm tòi các vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ cao đó là các nhà khoa học đă không thể hiểu nổi chính xác cơ chế của hiện tượng này ở mức nguyên tử. Một loạt các nghiên cứu trong lĩnh vực vật lí lượng tử đã được hướng sâu đến vấn đề này nhưng vẫn chưa sáng tỏ được nhiều. Các nhà khoa học chỉ biết được rằng vật liệu sẽ trở nên siêu dẫn nếu như có thể tạo ra cặp đôi electron có tên gọi cặp Cooper. Gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Tennessee và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (Mĩ) do giáo sư vật lí Pengcheng Dai đứng đầu đã ra tuyên bố rằng họ đã khám phá ra được nguyên nhân của siêu dẫn. Kết quả nghiên cứu của nhóm (đăng tại Boston College) đã chỉ ra làm thế nào mà các dao động đặc biệt ở mức dưới nguyên tử trong mạng tinh thể, xét về mặt từ tính, có thể khiến cho các hạt phonon ghép các electron lại với nhau, từ đó mà xảy ra hiện tượng siêu dẫn.
5. Trong số ra mới đây của tập san Đại học Tennessee (ngày 21/12/2007), Dai cho biết : “Những phát hiện này đã góp phần hiểu thêm rằng từ trường có sự đóng góp trong việc tạo ra những cặp đôi (cặp Cooper) quan trong. Đây chưa phải là hồi kết của những tranh cãi nhưng nó là một bước tiến lớn.” Nếu kết quả nghiên cứu này thuyết phục được cộng đồng khoa học thì chắc hẳn đây sẽ là một bước tiến quan trọng nhất trong việc tìm ra cơ chế, nguyên nhân của sự siêu dẫn trong vật liệu. Từ đó, nó sẽ cho phép các nhà khoa học dễ dàng tìm ra các chất siêu dẫn nhiệt độ cao mà mức ngưỡng chuyển đổi siêu dẫn sẽ được đẩy dần lên cao, cho tới một ngày nào đó, chúng ta có thể sẽ có một vật liệu siêu dẫn ngay cả ở nhiệt độ thường.

Vì sao nhiệt kế lại dùng thuỷ ngân doc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (85.84 KB, 5 trang )

Vì sao nhiệt kế lại dùng
thuỷ ngân
Để đo nhiệt độ, người ta thường dùng nhiệt kế thuỷ ngân hoặc nhiệt kế
rượu quỳ. Thuỷ ngân và rượu quỳ là bộ phận quan trọng trong nhiệt kế được
gọi là chất đo nhiệt. Các chất này được sử dụng để đo nhiệt độ vì nó có tính
chất nóng nở lạnh co lại. Khi nóng lên thể tích của thuỷ ngân và rượu nở ra.
Lúc đó, ta nhìn thấy cột thuỷ ngân tỏng nhiệt kế từ từ dâng lên cao. Như vậy,
chỉ cần đánh dấu và ghi lại những vị trí thích hợp là ta có thể đo được nhiệt
độ.
Để cho nhiệt kế có giátrị sử dụngtốt,thực tế, hiệu qủa thì những chất dùng
làm chất đo nhiệt phải có đủ các tính chất sau:một là, cósự thayđổi nhanhvề thể
tích khi nhiệtđộ thay đổi sao cho có thể đođượcsự biến đổi rất nhỏ của nhiệtđộ;
hai là,nếu sử dụng ở nhiệt độ thấpthì chúngkhông bị đông cứng thành thể rắn,
ngược lại ở nhiệt độ caochúngcũng khôngbị bốc thành hơi, nếukhôngsẽ không
thể đo được.
Thuỷ ngân và rượu quỳ có cùng chất lượng như nhaunhưng, nếu tăng nhiệt
độ chúnglên 10 độ C thìnhiệt lượngmàrượuhấp thụ sẽ lớnhơn thuỷ ngân tới20
lần. Khi đo nhiệtđộ không khí hay nhiẹtđộ của nước, người ta thườngdùng nhiệt
kế rượu. Rượu vàthuỷ ngân cónhững đặc tínhrất khácnhau.Rượu là loạichịu
lạnh giỏi, phải đến nhiệt độ âm 177 độ Cnó mới đông đặc thànhthể rắn. Trong khi
đó,thuỷ ngân chuyển thành thể rắn ở nhiệt độ âm 31độ C. Ở những vùng giá rét,
mùa đôngcó khinhiệt độ xuống tới âm 4000độ C, người ta thườngphải dùng
nhiệt kế rượu. Tuy nhiên, thuỷ ngân lại có những ưuđiểm riêngcủa nó. Thuỷ ngân
chịu nóng rất tốt. Độ sôi của nó là 356,72độ C, nên trongtrườnghợp phải đo nhiệt
độ cao thì thuỷ ngânchiếm ưu thế hơn nhiều.
Vật liệu siêu dẫn: bức màn bí mật
đang được vén lên
Các nhà khoa học đã quan sát được cơ chế hoạt động của siêu dẫn, một
hiện tượng bí hiểm từ lâu trong khoa học chỉ xảy ra đối với một vài loại vật
liệu khi nhiệt độ hạ xuống ở mức vô cùng thấp. Các nỗ lực tìm kiếm loại vật
liệu có khả năng siêu dẫn này ở nhiệt độ cao đang được tiến hành.