Mitä ovat lämpömittarit?

lämpömittarit ovat ne, joita käytetään osoittamaan lämpötila tiettyjen viitepisteiden perusteella. Lämpötila mitataan välineiden avulla, jotka perustuvat aineen toiseen tai toiseen ominaisuuteen, joka vaihtelee lämpötilan mukaan. Nämä instrumentit kalibroidaan yleisesti hyväksytyn lämpötila-asteikon mukaan.

Erityisen lämpötila-asteikon suunnittelussa syntyy kuitenkin vaikeuksia, koska kunkin aineen ominaisuudet muuttuvat samassa lämpötila-alueella eri tavalla.

Monien lämpömittarien suunnittelu perustuu esimerkiksi nesteen laajenemisen ilmiöön lämpötilan nousun myötä. Tämän tyyppisiä ovat nestemäiset lämpömittarit (elohopea tai alkoholi), joissa nestepylvään pituus nousee lämpötilan nousun myötä..

Saman nesteen lämpölaajenemiskerroin vaihtelee eri lämpötiloissa, minkä vuoksi lämpötila-asteikon määrittäminen on vaikeaa.

Lämpömittakaavojen tulopiste: Celsius

Vuonna 1742 ruotsalainen tähtitieteilijä Anders Celsius ehdotti 0 ° C: n lämpötilan asettamista jään sulamispisteeseen ja 100 ° C: n lämpötilaan veden kiehumispisteeseen ja siten jakaa kahden pisteen välisen etäisyyden sata tasaiseen välein.

Jos elohopeapylväs, joka täyttää jään sulamispisteen ja veden kiehumispisteen välisen etäisyyden, on kuitenkin jaettu 100: aan yhtäjaksoiseksi ja ottaen huomioon elohopean laajenemiskertoimen riippuvuus Tällöin tapahtuu, että sama elohopeapylvään pituuden kasvu vastaa eri lämpötilan nousuja.

Yhteenvetona voidaan todeta, että eri lämpömittareihin perustuvan yhtenäisen lämpötila-asteikon arvo on erilainen.

Jos esimerkiksi lämpömittari on täytetty vedellä, kun tätä lämpömittaria kuumennetaan jään sulamispisteestä, havaitaan outoa ilmiötä: sen sijaan, että se nousee lämpötilan nousun myötä, vesipylväs alittaa tason 0 , joka vastaa jään sulamispistettä.

Syynä on se, että ilmakehän paineessa veden tiheys on korkeampi kuin 3,98 ° C. Siksi lämmitettäessä lämpötilaa 0 - 3,98 ° C lämpömittaria täyttävän veden määrä vähenee.

Aikaisemmin perustettiin erilaisiin termometrisiin aineisiin perustuvat lämpötila-asteikot, mutta myöhemmin havaittiin, että kaasu oli yksi sopivimmista lämpömittareista.

Lämpömittarin historia

Ajatus lämpötilan mittaamisesta on aivan uusi. Lämpömittareiden ympärillä oli lukuisia keksijöitä noin 1593, mutta tunnetuin oli italialainen keksijä Galileo Galilei, joka myös parani teleskooppia.

Lämpömittari voi näyttää lämpötilaeroja, jolloin tarkkailijat voivat tietää, onko jotain kuumempaa tai kylmempää. Lämpömittari ei kuitenkaan pystynyt antamaan tarkkaa lämpötilaa asteina.

Vuonna 1612 italialainen keksijä Santorio Santorio lisäsi numeerisen mittakaavan termoskooppiinsa, jota hän käytti ihmislämpötilassa.

Toscanan suurherttua Ferdinand II keksi vuonna 1654 ensimmäisen suljetun lämpömittarin, joka käytti alkoholia nesteenä. Mutta siinä ei vielä ollut standardoitua mittakaavaa, eikä se ollut kovin tarkka.

Samaan aikaan saksalainen fyysikko Daniel Gabriel Fahrenheit tapasi tanskalaisen tähtitieteilijän Olaus Roemerin, joka kehitti alkoholipohjaisen lämpömittarin viinillä. Hän pisteytti lämpömittarissaan kaksi pistettä: 60 kiehuvan veden lämpötilan merkitsemiseksi ja 7,5, jossa jää sulaa.

Vuonna 1714 Fahrenheit tarkensi Roemerin keksintöä ja kehitti ensimmäisen modernin lämpömittarin: elohopean lämpömittarin, jossa oli tarkemmat mittaukset. Elohopea laajenee tai supistuu lämpötilan noustessa tai laskussa.

Fahrenheit oli keksinyt alkoholilämpömittarin 1709, ennen kuin hän tiesi elohopean vastineensa, joka osoittautui tarkemmaksi.

Erilaiset lämpömittarit

Vuosisatojen ajan lämpötilojen kvantitatiivista mittaamista varten on laadittu lukemattomia lämpömittareita. Monet näistä asteikoista hylättiin kauan sitten. Yleisimpiä on kuvattu alla.

Celsius-lämpömittarin asteikko (celsius)

Ruotsin tiedemiehen Anders Celsiuksen (1701-1744) mukaan tämä asteikko on tullut kansainvälinen standardi. Mittakaava on "centesimal", eli se on jaettu 100: een osaan, joista kutakin kutsutaan Celsius-asteeksi tai Celsius-asteeksi ja jonka symboli on ºC. Arvo 0 määritetään tavallisesti jään sulamislämpötilaan ja arvoon 100 kiehuvan veden lämpötilaan.

Fahrenheitin lämpömittari

Tämä mittakaava on nimeltään tiedemies Daniel Gabriel Fahrenheitin (1686-1736) nimi. Sitä käytetään nyt pääasiassa Yhdysvalloissa ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa (vaikkakaan ei virallisesti). Mittakaava on jaettu 180: een osaan, joista kukin on nimeltään Fahrenheit, jonka symboli on ºF. Arvo 32 on määritetty jäälämpötilaan ja arvoon 212 kiehuvan veden lämpötilaan, sekä merenpinnan ilmanpaineeseen.

Réaumurin lämpömittari

Tämän asteikon keksi Ranskan tiedemies René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). Se on jaettu 80: een osaan, joista jokainen on Réaumur-luokka, jonka symboli on º R. Arvo 0 on määritetty jään sulamislämpötilaan ja arvo 80 kiehuvan veden lämpötilaan, molemmat ilmatason paineessa. meri.

Absoluuttinen lämpömittari (Kelvin)

Britannian tiedemiehen Lord Kelvinin (1824-1907), joka on termodynamiikan edelläkävijä, kehittäjä, tämä asteikko käyttää Kelvin-asteita. Nollataso Kelvin, joka tunnetaan myös nimellä "absoluuttinen nolla", edustaa pienintä mahdollista lämpötilaa termodynaamisen teorian mukaisesti. Se on -273,16 astetta.

Kelvin-asteikolla olevat yksiköt ovat samankokoisia kuin Celsius-asteikolla, paitsi että Kelvin-asteikko asettaa alimman lämpötilan arvoon 0.

viittaukset

1. Kim Ann Zimmermann. Lämpötila: tosiasiat, historia ja määritelmä. (Syyskuu 2013). livescience.com.
2. Lämpötilan mittaus: Johdatus lämpötilamittaukseen (s.f.) omega.com.
3. Absoluuttinen lämpötila-asteikko (elokuu 2008). Encyclopædia Britannica. britannica.com.
4. Lämpötila ja sen mittaus. (N.D.). nextgurukul.in.