水銀体温計の原理

質問

水銀体温計を口の中にいれる⇒唾(つば)の水分子の陽子が電子が振動している⇒唾の水分子の陽子と電子が電磁波を放出している⇒水銀原子の陽子と電子が電磁波を吸収する⇒水銀原子が更に振動する⇒水銀が膨張する⇒唾の温度が測定できる。大雑把にこのような原理ですか。水銀は危険なので腋(わき)の下で測定する方が安全そうですが。

回答No.5

nagata2017 · ベストアンサー

質問に書かれた通りですが　電磁波は広い範囲を指す単語ですから　この場合は　赤外線でいいと思います。
ガラスは結晶ではなく　そのまんまの　ガラス質です。
分子が規則正しく整列していません。

水銀はなぜ使われていたのかというと　体温計を観察すると　一番下の水銀溜まりと直線状のところを見ると　パイプ状の部分がそこで少し狭くなっているのが見えます。
体温計で計測して外に取り出すと　温度が下がっていきます。
すると　そのくびれのところでプツンと切れてしまい測定した温度の印のところから下がっていきません。
アルコール温度計だったら　外に出したらすぐにするするっと下がっていきます。この違いです。水銀はくびれのところで切れるので測定した温度を読み取れます。

回答No.4

chie65536（@chie65535）

＞水分子の陽子が電子が振動している⇒唾の水分子の陽子と電子が電磁波を放出している⇒水銀原子の陽子と電子が電磁波を吸収する

ここが間違っています。電子が振動しているのは合っていますが、電磁波によって熱が伝わっているのではありません。

ステルス戦闘機などに使われる「電磁波を吸収する物質」と言うのがあります。この物質に「熱い物を触れさせる」と、熱が伝わって温度が上昇します。反対側に触れさせている物にも熱が伝わります。ステルス戦闘機の外側が炎に包まれると搭乗員は蒸されて死にます。

質問者さんの理論では「電磁波で熱が伝わる」ことになっているので、それが正しければ「電磁波を吸収する物質は反対側に熱を伝えない筈」で、炎に包まれたステルス戦闘機の搭乗員は無事な筈ですが、事実は異なり、熱は伝わり、搭乗員は焼け死にます。つまり、質問者さんの理論は間違っているのです。

熱を多く持った分子（電子の振動が激しい分子）と、熱を余り持たない分子（電子の振動が激しくない分子）が隣り合うと、振動そのものが伝わり、双方の分子の振動が「同じくらいの振動」になろうとします。

そうすると、更に隣にある分子の振動が…というように、周囲の分子の振動を「同じくらいの振動にしようと」、つまり「全体の温度が均一になろうと」します。

体温計では、まず最初に、人間の身体に触れている「水銀を包んでいるガラス容器」が「人間の体温と均一になろう」とします。ガラス容器が体温と同じ温度に均一化すると、こんどは「ガラス容器と水銀が同じ温度に均一化しよう」とします。

で、結果として水銀と体温が均一化されて同じ温度になります。

ここで起きているのは「分子の振動が隣の分子に伝わって、複数の分子の振動がみんな同じになろうとしている」だけです。その際、分子の種類は問いません。

100度に煮えたぎった熱湯の中にタマゴを放り込むと、触れ合っている熱湯とタマゴのカラが同じ温度に均一化されます。タマゴのカラとタマゴの白身も触れ合っているので同じ温度に均一化されます。タマゴの白身とタマゴの黄身も触れ合っているので同じ温度に均一化されます。そうして、茹で卵が出来上がります。

茹で上がったタマゴを熱湯から出して外に放置しておくと、熱々のタマゴと空気が触れ合っているので、空気と同じ温度に均一化されます。タマゴに触れて温まった空気は軽くなるので冷たい空気と入れ替わり、空気の温度は殆ど上昇しません。結果、タマゴは素手で触れるまで冷めます。

これらの現象には、電磁波は一切関係しません。

お礼

ステレス機の解説をありがとうございます。高度な技術満載なのですね。白い塗料よりも黒い塗料の方が電磁波を多く吸収するので、ステレス機は機体が黒く塗装されている感じでしょうか。

水分子の振動がガラス分子次いで水銀原子の振動を発生させるのは、分子同士は外郭電子のマイナス電荷によりクーロン斥力が発生し、反発し合うので振動が伝わっていく感じでしょうか。熱い卵からは赤外線が出ていて、空気分子を振動させている気がしないでもないですが、クーロン力による振動の伝播の方がエネルギーが大きそうですよね。物理が苦手で頭が混乱状態ですが、解説をありがとうございます。

回答No.3

ohkawa3

水銀は生体に悪い影響を及ぼす重金属なので、水銀が体に触れない（水銀の蒸気を吸い込まない）ように扱うことは当然の注意事項です。
しかし、体温計のガラス容器に封じ込まれている状態では、水銀が体に触れたり蒸気が発散したりすることはありませんので、舌下で検温しても問題ありません。最近では、水銀を使わない電子式に置き換わっていると思いますので、心配は減っていると思います。

＞陽子と電子が電磁波を放出している・・・
このあたりの解釈は、質問者さんの趣味の領域と思いますので、当否を含めてコメントを差し控えます。

回答No.2

EXIST2090

体温で水銀が規定温度値まで上がるため検温ができます
陽子電子とか電磁波は関係ないです。

回答No.1

takochann2

接触していますから電磁波（放射熱）ではありません。伝導熱です。

お礼

唾の温度(体温)が、水銀を格納する温度計のガラス容器の温度を上昇させ、次いでガラス容器が水銀の温度を上昇させる訳ですね。ありがとうございます。
ガラスは電磁波をほぼ透過させるものの、結晶なので分子運動せず熱膨張しにくい(？)ので、伝導だけでは水銀まで熱が届きにくいような気がしないこともないのですが、間違っていたらごめんなさい。伝導熱と放射熱の両方で熱が伝わる感じでしょうか。私が思い付かなかった伝導熱に言及してくださり、大変ありがとうございます。