المحتوى
للمساعدة في دراسة الطقس والظواهر الأخرى ، يستخدم العلماء موازين الحرارة لقياس درجة الحرارة. تأتي موازين الحرارة في أنواع مختلفة بما في ذلك السائل في الزجاج والمقاومة والأشعة تحت الحمراء. يوفر كل نوع مزايا مختلفة مثل التكلفة والسرعة والدقة ونطاق درجة الحرارة.
السائل في الزجاج ترمومتر
ميزان الحرارة السائل في الزجاج هو واحد من أكثر الأدوات شيوعا المستخدمة اليوم لقياس درجة الحرارة. كما يوحي الاسم ، تتكون الأداة من لمبة زجاجية تحتوي على سائل خاص. أعلى اللمبة هو ساق له مقياس ملحوظ لقياس درجة الحرارة. تتوسع السوائل المختارة من أجل مقاييس الحرارة وتتقلص بشكل كبير استجابة لتغيرات درجة الحرارة ، لذلك تشير إلى درجة الحرارة كموضع على مقياس السيقان. لسنوات عديدة ، كان الزئبق سائلاً شائع الاستخدام لقياس درجة الحرارة ، على الرغم من أنه لأسباب تتعلق بالسلامة ، قام صانعو مقياس الحرارة بالتخلص التدريجي منه لصالح الكحول والمواد الأخرى ذات السمية المنخفضة. اخترع دانييل غابرييل فهرنهايت ميزان الحرارة الزئبقي ، الذي يغطي درجة حرارة تتراوح بين 38 إلى 356 درجة مئوية (ناقص 36.4 إلى 672.8 درجة فهرنهايت).
ميزان الحرارة المقاومة
وبينما تتدفق التيارات الكهربائية عبر الأسلاك ، فإنها تنتشر فيما بينها وحدود الأسلاك. هذه ظاهرة معروفة باسم المقاومة الكهربائية ، وترتبط قيمتها بدرجة الحرارة. عادة ما تستخدم مقاييس الحرارة المقاومة سلك البلاتين لأنه لا يتآكل أو يتفاعل مع الهواء على نطاق واسع من درجات الحرارة. يتم لف السلك عادة في لفائف ويوضع داخل أنبوب من السيراميك. تتميز موازين الحرارة المقاومة بدقة أكبر من نوع السائل الموجود في الزجاج ويمكن أن تقيس التغيرات التي تصل إلى ألف من الدرجة.
ثابت الحرارة الغاز الحجم
يتكون مقياس حرارة الغاز الثابت من وعاء يحتوي على كمية ثابتة من الغاز بداخله. يعمل مقياس الحرارة على مبدأ أن التغيرات في ضغط الغاز تتناسب مع التغيرات في درجة حرارة الغاز. يكتشف مستشعر الضغط داخل الحاوية الضغط ، وتحول إلكترونيات المعايرة هذه القيمة إلى قياس درجة الحرارة. تستخدم موازين الحرارة ذات الحجم الثابت عادة الهواء كغاز لإجراء قياسات بالقرب من درجة حرارة الغرفة. إذا كانت القياسات تتطلب درجات حرارة منخفضة للغاية ، يتم استخدام الهليوم بدلاً من ذلك ، نظرًا لوجود نقطة غليان قريبة من الصفر المطلق.
الحرارة الإشعاعية
جميع الكائنات تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء مع كثافة تتناسب تقريبا مع درجة الحرارة. تتكون مقاييس الحرارة الإشعاعية من سلسلة من البصريات التي تركز ضوء الأشعة تحت الحمراء على كاشف إلكتروني خاص. الكاشف هو عادة أشباه الموصلات مثل السيليكون ، والذي ينتج تيار كهربائي يتناسب مع شدة الأشعة تحت الحمراء. يحسب الجهاز درجة الحرارة إلكترونيًا. تتمثل الميزة الرئيسية لمقاييس الحرارة الإشعاعية في إمكانية قياس درجة حرارة الأجسام على مسافة. يمكنهم أيضًا قياس درجات الحرارة بشكل أسرع من الطرق الأخرى. تتمتع بعض موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بمشهد ليزر ، لتوجيه الجهاز بدقة إلى كائنات محددة.