На каком свойстве жидкости основано на действие жидкостных термометров?

Ключевой принцип: жидкостной термометр основывается на термическом расширении жидкости. Что это значит - При нагревании жидкость в термометре увеличивает объем (у жидкостей есть объемный коэффициент теплового расширения β). - Жидкость заперта в тонкой капиллярной трубке. Когда объем расширяется, уровень жидкости в капилляре поднимается вверх. - Изменение высоты столбика жидкости на шкале и есть измеряемый признак температуры. Пошагово 1) Объем жидкости изменяется с температурой: ΔV = V0 · β · ΔT, где V0 — исходный объём при базовой температуре T0, ΔT = T − T0, β — объемный коэффициент теплового расширения жидкости. 2) В капилляре площадь поперечного сечения постоянна (A). Тогда изменение высоты столбика h связано с изменением объема: V = A · h, следовательно, Δh = ΔV / A. 3).initial height при T0: h0 = V0 / A. После нагрева на ΔT получаем новый высотной уровень: h = (V0 + ΔV) / A = (V0 / A) · (1 + β · ΔT) = h0 · (1 + β · ΔT). 4) Следовательно, температура связана с высотой примерно линейно: ΔT ≈ (h / h0 − 1) / β, но на практике шкала калибруется так, чтобы читательное значение соответствовало температуре в нужном диапазоне. Практический пример - Пусть β жидкости примерно 1.8 × 10^−4 K^−1 (для ртути в обычном диапазоне температур). - Пусть h0 = 10 см при T0 = 0°C. - При ΔT = 50°C высота станет: h = 10 см × (1 + 1.8×10^−4 × 50) ≈ 10 см × 1.009 ≈ 10.09 см. То есть увеличение высоты примерно на 0.09 см. Дополнительные замечания - В разных жидкостях β отличается: ртуть имеет меньший β чем, скажем, спирты, поэтому для одинаковой шкалы высоты ртутный термометр реагирует иначе по объему расширения. - Линейность зависимости в реальности не идеальная на очень широких диапазонах температур; шкалы калибруются для нужного диапазона. - В современные бытовые термометры часто применяют спирт вместо ртути по экологическим и безопасностным причинам. Итого: действие жидкостного термометра основано на термическом расширении жидкости — изменении её объёма с температурой, что преобразуется в изменение высоты столбика в капилляре.