為什麼水銀溫度計不能帶上飛機

最新 02-21

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記得小時候，家裡有一根老式溫度計，自己一不小心讓它摔到地上，立刻有一粒粒銀色的珠子歡快的在地上跳躍起來。它們反射出極美的銀光，跳動累了，便在地板上來回打轉，宛如荷葉表面的露水。由於自己聽聞水銀有毒，嚇得不敢動，這時父親卻走上前去，將小銀珠一粒粒重新聚到一起，大珠子不斷吞噬掉小珠子。它們最後合體成一顆較大的銀色「彈珠」，我仔細端詳一下，真是一顆完美的橢球體，完美的似乎不屬於這個世界。

【越小的水銀小珠子越圓，來自它的表面張力。】

中學以後，我才學習到表面張力的概念，這時才發現，常溫下，水銀的表面張力最大，達到了460達因，而水只有72達因。要知道，露珠的「荷葉效應」就來自於水的表面張力，因此水銀的「荷葉效應」更加明顯，將一小粒水銀放在玻璃表面，很容易它就變成一顆銀色小球。

而如果將水銀放在玻璃管里，它的頂部將由於表面張力而出現一個凸面，初中老師就教育我們，讀取水銀的體積，必須讀它的凸面，而水的體積則要讀它的凹面。

你可能要問，水銀出現凹面我能理解了，但水的表面張力不也是很大嗎？為什麼會出現凹面？

這還和「浸潤」的概念有關。水銀跟玻璃井水不犯河水，根本不會浸潤玻璃，就不會出現毛細現象。

【玻璃管插入水和水銀後不一樣的情況，水面會上升，越細的玻璃管上升越多，這就是毛細現象。而水銀的凸面反而會下降。】

正因為水銀是金屬，又是液體，膨脹係數很大，而且它不會浸潤玻璃，因此它成為製造各式各樣的溫度計、壓力計、血壓計等測量儀器的理想材料。

由於水銀有毒，這些儀器正在換成鎵材料。

【我們都曾將這種溫度計含在嘴裡。】

但飛機上竟然不能攜帶水銀溫度計，這是為啥呢？

水銀畢竟是一種金屬，它不能浸潤玻璃是因為它的金屬表面和玻璃的硅氧鍵表面沒有任何交集，而如果遇到了金屬，它的本色就體現出來了，它不僅可以浸潤大多數金屬，甚至是將它們溶解，形成合金，這就是汞齊。

我們知道飛機的機體是鋁合金製造，一小點水銀潑灑出來，就會形成鋁汞齊，它會阻礙鋁表面形成新的氧化層，一大塊鋁失去了氧化膜保護，就變成一塊廢鐵不如的鋁板。一根小小的水銀溫度計相對於整個大飛機來說，真是「千里之堤毀於蟻穴」的風險啊！

【飛機怕水銀。】

你可能以為汞齊就是各種金屬的水銀溶液，應該也是液體吧？其實不然，汞齊都是固體。各種汞齊也都很有用，比如鋅汞齊就在大名鼎鼎的克萊門森還原反應中做催化劑。鈉鉀的汞齊也在各種反應中做還原劑。鉈汞齊可以將水銀的凝固點降到-59度，將水銀溫度計的適用範圍擴大。最有名的汞齊還是金汞齊，曾經被廣泛用於提取黃金。

經過人類幾千年的採集，現在自然界已經很難發現大塊的黃金，大多數金礦里，微小的金粒和礦砂混合在一起，難以分離。將水銀和金礦混合，水銀和金粒生成銀白色的糊狀混合物，這就是金汞齊，金礦上多稱為「汞膏」。將「汞膏」刮下來要比撈出金粒容易的多。最後將「汞膏」加熱至400℃，水銀變成蒸汽，亮閃閃的金即分離出來。

【礦工正在將一鍋水銀倒進一個小型容器中，用以提煉黃金。】

由於水銀有毒，從上世紀60年代開始，這種採金方法已經被更先進和有效率的氰化法和硫脲法淘汰。但之前使用過的水銀還是污染了水土，據統計，僅僅美國加利福利亞州就使用過45000噸水銀，這些金礦到現在都成為廢墟。

當今世界，仍有相當多的落後區域，聯合國環境規劃署估計，至少有1000萬淘金者（其中包括400萬婦女兒童）正在「作坊般」的小型金礦里工作，這些作坊大多數都使用落後的水銀法採金。比如在印度尼西亞，小規模金礦每年出產價值50億美元的黃金，相當於印尼黃金總產量的7%。結果在當地，很多人都有汞中毒的現象，甚至有嬰兒在媽媽的子宮裡就已經中毒。

【可憐的孩子。】

汞還是最重的液體，「水銀瀉地」後面還有一句：無孔不入。那是因為密度大的水銀倒在土地上會在瞬間滲入地下，無影無蹤。

1643年，義大利物理學家托里拆利做了一個經典的實驗，他製造了一根約1米長的單封頭玻璃管，其中填滿水銀，倒插入一個水銀盆里，玻璃管里的水銀竟然下降了。托里拆利測量了一下玻璃管內的水銀柱長度，大約760毫米，留下一個200多毫米的真空，現在我們稱為「托里拆利真空」。這就是第一個證明大氣壓力的「托里拆利實驗」，是汞元素幫助我們發現了大氣壓。11年以後，馬德堡市長格里克看到很多人不信託里拆利的實驗，做了另一個更有說服力的「馬德堡半球實驗」，大氣壓的存在毋容置疑了。