안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
수은은 금속 중에 유일하게 액체 상태로 존재하며 온도 변화에 맞춰 상온에서 매우 균일하게 부피가 변하기 때문에 온도계에 사용할 수 있는 최적의 물질입니다. 또한, 유리 벽면에 들러붙지 않으면서 정밀한 측정을 가능케 하는 물리화학적 특성을 두루 갖추고 있습니다. 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.
수은은 온도가 1°C 상승할 때 부피가 비례하여 일정하게 늘어나, 부피 변화율이 구간마다 바뀌지 않는 정직한 선형 팽창 특성 덕분에 눈금을 등간격으로 나눌 수 있어 오차 없는 온도를 측정하기에 유리합니다. 또한, 수은은 내부 응집력이 유리와의 부착력보다 훨씬 커서 모세관 내부를 오르내릴 때 유리 벽면에 젖어 들거나 방울로 남지 않고 깔끔하게 이동하므로, 온도가 낮아질 때 잔여물에 의한 눈금 오차가 전혀 발생하지 않습니다. 이외에도 녹는점과 끓는점 사이의 간격이 넓어 액체 상태로 존재하는 온도 폭이 매우 길습니다. 물처럼 0°C 이하에서 얼거나 4°C 근처에서 부피가 거꾸로 커지는 역팽창 현상이 없어 넓은 온도 범위를 한 대의 온도계로 정밀하게 측정할 수 있습니다.
이처럼 수은은 계측 성능만 놓고 보면 온도 측정에 가장 완벽한 물질이었으나, 온도계 파손 시 발생하는 수은 증기의 누적 독성과 미나마타 협약 등 환경 규제로 인해 현재는 전자식 및 적외선 온도계로 모두 대체되었습니다.