Термометр Бекмана и работа с ним

Термометр Бекмана (метастатический) предназначен для измерения небольших разностей температур в различных интервалах абсолютных температур (рис. 2.3а). Шкала термометра имеет длину 25-30 см, градуирована всего на 5ºС (иногда на 2 или 6 ºС). Соответственно разность температур можно измерять с достаточной точностью – до 2×10^–3 градуса.

Термометр имеет два резервуара ртути: нижний (основной) и верхний (запасной). Особенность устройства состоит в том, что можно изменять количество ртути в нижнем резервуаре в соответствии с областью измерений. Для измерений при высоких температурах можно переводить часть ртути из основного резервуара в запасной (верхний). Для измерений при низких температурах наоборот переводят ртуть в основной (нижний) резервуар. Переводя некоторое количество ртути из верхнего резервуара в нижний или добавляя из верхнего в нижний, всегда можно настроить термометр так, чтобы столбик ртути находился в нужной части шкалы.

Реакция нейтрализации сопровождается повышением температуры, поэтому настраивают термометр так, чтобы уровень ртути находился в нижней части шкалы.

Настраивают термометр Бекмана на требуемую температуру следующим образом.

1. В стакане подогревают воду до температуры на 5°С выше комнатной, температуру измеряют с помощью обычного ртутного или спиртового термометра.

2. Приводят в соприкосновение ртуть обоих резервуаров термометра Бекмана. Для этого подогревают нижний резервуар рукой. Ртуть расширяется и поднимается по капилляру, при этом она должна заполнить капилляр полностью. Если нагревания рукой оказывается недостаточно, можно опустить нижний резервуар в теплую воду.

3. Переворачивают термометр головкой вниз и, держа его в наклонном положении, добиваются слияния ртути в запасном резервуаре со столбиком в капилляре (рис. 2.3б).

4. Осторожно, чтобы не разорвать ртуть, возвращают термометр в вертикальное положение.

5. Нижний резервуар сразу погружают в заранее подготовленный стакан с водой необходимой температуры. Выдерживают термометр в таком состоянии 5 минут.

6. Вынимают термометр из воды. Держа плотно его посередине одной рукой, энергично ударяют руку с зажатым термометром о другую, вызывая тем самым разрыв столбика ртути.

7. Погружают опять термометр в воду с нужной температурой, чтобы убедиться, что количество ртути в капилляре достаточно для проведения опыта.

а) б)

Рис.2.3. Термометр Бекмана: а) общий вид; б) настройка термометра.

При работе с термометром Бекмана следует соблюдать следующие правила техники безопасности:

1. Все действия с термометром проводят только над столом (лучше над подносом). Не следует носить термометр по лаборатории, мыть нижний резервуар над раковиной.

2. Не следует прикладывать значительных усилий к термометру. Закреплять его в штативе, вставлять в пробку калориметра следует осторожно.

3. Настроенный термометр нельзя класть на стол, его можно держать только в вертикальном положении, установив в штатив.

4. По окончании работы с термометром нижнюю часть его споласкивают дистиллированной водой над стаканом, вытирают осторожно фильтровальной бумагой. Термометр убирают в футляр. Рекомендуется хранить термометр также в вертикальном положении, чтобы избежать излишнего перетекания ртути в верхний резервуар.

Работа 3