Περιεχόμενο
- Θερμόμετρο υγρού σε γυαλί
- Θερμόμετρο αντίστασης
- Θερμόμετρο αερίου σταθερού όγκου
- Θερμομετρία ακτινοβολίας
Για να βοηθήσουν στη μελέτη του καιρού και άλλων φαινομένων, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν θερμόμετρα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Τα θερμόμετρα έρχονται σε διάφορους τύπους, όπως υγρό σε γυαλί, αντίσταση και υπέρυθρη ακτινοβολία. Κάθε τύπος προσφέρει διάφορα πλεονεκτήματα όπως το κόστος, η ταχύτητα, η ακρίβεια και το εύρος θερμοκρασιών.
Θερμόμετρο υγρού σε γυαλί
Το θερμόμετρο υγρού σε γυαλί είναι ένα από τα πιο κοινά όργανα που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Όπως υποδηλώνει η ονομασία, το όργανο αποτελείται από ένα γυάλινο βολβό που περιέχει ένα ειδικό υγρό. Στην κορυφή του βολβού υπάρχει ένα στέλεχος που έχει μια κλίμακα που έχει επισημανθεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Τα υγρά που επιλέγονται για τα θερμόμετρα επεκτείνονται και συστέλλονται σημαντικά σε απόκριση των μεταβολών της θερμοκρασίας, έτσι δείχνουν τη θερμοκρασία ως θέση στην κλίμακα των στελεχών. Για πολλά χρόνια, ο υδράργυρος ήταν ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο υγρό για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, αν και για λόγους ασφαλείας οι κατασκευαστές θερμόμετρων το έχουν καταργήσει σταδιακά υπέρ του οινοπνεύματος και άλλων ουσιών με χαμηλότερη τοξικότητα. Ο Daniel Gabriel Fahrenheit εφευρέθηκε το θερμόμετρο υδραργύρου σε γυαλί, το οποίο καλύπτει την περιοχή θερμοκρασιών μείον 38 έως 356 βαθμούς Κελσίου (μείον 36,4 έως 672,8 βαθμούς Φαρενάιτ).
Θερμόμετρο αντίστασης
Καθώς τα ηλεκτρικά ρεύματα ρέουν μέσω των συρμάτων, διασκορπίζονται μεταξύ τους και τα όρια σύρματος. Αυτό είναι ένα φαινόμενο που είναι γνωστό ως ηλεκτρική αντίσταση και η τιμή του σχετίζεται με τη θερμοκρασία. Τα θερμόμετρα αντίστασης συνήθως χρησιμοποιούν σύρμα πλατίνης, επειδή δεν διαβρώνει ή αντιδρά με τον αέρα σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών. Το σύρμα κανονικά τυλίγεται σε ένα πηνίο και τοποθετείται μέσα σε ένα κεραμικό σωλήνα. Τα θερμόμετρα αντοχής έχουν πολύ μεγαλύτερη ανάλυση από τον τύπο υγρού σε γυαλί και μπορούν δυνητικά να μετρήσουν τις μεταβολές σε ένα χιλιοστό του ενός βαθμού.
Θερμόμετρο αερίου σταθερού όγκου
Το θερμόμετρο αερίου σταθερού όγκου αποτελείται από ένα δοχείο με σταθερή ποσότητα αερίου μέσα. Το θερμόμετρο λειτουργεί με βάση την αρχή ότι οι μεταβολές στην πίεση του αερίου είναι ανάλογες με τις μεταβολές της θερμοκρασίας του αερίου. Ένας αισθητήρας πίεσης μέσα στο δοχείο ανιχνεύει την πίεση, και τα ηλεκτρονικά βαθμονόμησης μετατρέπουν αυτή την τιμή σε μέτρηση θερμοκρασίας. Τα θερμόμετρα σταθερού όγκου χρησιμοποιούν συνήθως αέρα ως αέριο για μετρήσεις που έχουν ληφθεί κοντά στη θερμοκρασία δωματίου. Εάν οι μετρήσεις απαιτούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, χρησιμοποιείται αντί του ηλίου, αφού έχει σημείο βρασμού κοντά στο απόλυτο μηδέν.
Θερμομετρία ακτινοβολίας
Όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν υπέρυθρη ακτινοβολία με ένταση περίπου ανάλογη της θερμοκρασίας τους. Τα θερμόμετρα ακτινοβολίας αποτελούνται από μια σειρά οπτικών συσκευών που εστιάζουν το υπέρυθρο φως σε έναν ειδικό ηλεκτρονικό ανιχνευτή. Ο ανιχνευτής είναι συνήθως ημιαγωγός όπως το πυρίτιο, το οποίο παράγει ηλεκτρικό ρεύμα ανάλογο με την ένταση της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Η συσκευή υπολογίζει τη θερμοκρασία ηλεκτρονικά. Ένα βασικό πλεονέκτημα των θερμόμετρων ακτινοβολίας είναι η δυνατότητα μέτρησης μιας θερμοκρασίας αντικειμένων σε απόσταση. Μπορούν επίσης να μετρήσουν θερμοκρασίες πιο γρήγορα από άλλες μεθόδους. Ορισμένα υπέρυθρα θερμόμετρα έχουν θέαμα λέιζερ, για να κατευθύνουν τη συσκευή με ακρίβεια σε συγκεκριμένα αντικείμενα.