مقاله در مورد دماسنج و دماسنج
۱. دماسنجها
ابزاری که برای اندازهگیری دما طراحی شده است، دماسنج است. انواع مختلفی از دماسنجها وجود دارد، اما اصل کار یکسان است. معمولاً ما از اشیاء دماسنجی استفاده میکنیم، ماهیت مادهای که با دما تغییر میکند. اگر دمای جسم تغییر کند، شکل و اندازه جسم نیز تغییر میکند. اکثر دماسنجها از اشیاء استفاده میکنند که میتوانند با تغییر دما منبسط یا منقبض شوند. دماسنجهایی که اغلب استفاده میشوند از لولههای شیشهای تشکیل شدهاند که در مرکز لوله الکل یا جیوه وجود دارد. وقتی دما افزایش مییابد، الکل یا جیوه موجود در ظرف منبسط میشود به طوری که طول ستون الکل یا جیوه افزایش مییابد. برعکس، وقتی دما کاهش مییابد، طول ستون الکل یا جیوه کاهش مییابد. در قسمت بیرونی لوله شیشهای، اعدادی وجود دارد که مقیاس دماسنج هستند. عددی که در انتهای بالایی ستون الکل یا جیوه نشان داده شده است، مقدار دمای جسم مورد اندازهگیری را بیان میکند.
انواع دیگری از دماسنجها که معمولاً استفاده میشوند، دماسنجهایی هستند که از ورقهای دو فلزی (دو فلز از انواع مختلف و سرعت انبساط متفاوت) استفاده میکنند. هنگامی که دما افزایش مییابد، یک فلز انبساط بیشتری نسبت به فلز دیگر تجربه میکند. در نتیجه، قطعات منحنی میشوند. معمولاً یک قطعه دو فلزی به صورت مارپیچ است که یک سر تراشه باقی میماند و سر دیگر به نشانگر مقیاس متصل است. هنگامی که دما تغییر میکند، عقربه میچرخد. دماسنجهایی که از ورقهای دو فلزی استفاده میکنند، معمولاً به عنوان دماسنج هوا، دماسنج اتاق، دماسنج فر و غیره استفاده میشوند. یک دماسنج که دقیقتر یا دقیقتر است، اغلب از خواص الکتریکی یک جسم استفاده میکند.
۲. کالیبراسیون دماسنج
کالیبراسیون دماسنج فرآیند مقیاسبندی دماسنج است. در اینجا چند مرحله برای کالیبره کردن دماسنج آورده شده است. اول، یک دماسنج جیوهای یا دماسنج الکلی بدون مقیاس تهیه کنید. دوم، یخ تهیه کنید. سوم، آب تهیه کنید. چهارم، یک آبگرمکن که بتوان از آن برای گرم کردن آب تا نقطه جوش استفاده کرد، تهیه کنید. پنجم، یخ و آب را در یک ظرف بریزید (آب و یخ جرم یکسانی دارند). پس از آن، دماسنج را در ظرفی حاوی آب و یخ قرار دهید.
ابتدا دماسنج را در تماس با هوا قرار دهید تا دماسنج از یخ داغتر شود. پس از قرار دادن در ظرف، طول ستون جیوه کاهش مییابد زیرا مخلوط آب و یخ خنکتر میشود. اجازه دهید تا طول ستون جیوه تغییر نکند (سطح جیوه حرکت نکند). وقتی طول ستون جیوه تغییر نکند، مخلوطی از تکههای یخ و آب در تعادل گرمایی قرار میگیرد. موقعیت ستون جیوه را علامت بزنید (انتهای بالایی ستون جیوه را علامت بزنید). این دمای نقطه یخ یا نقطه انجماد آب است. ششم، آب را با استفاده از یک بخاری برقی بجوشانید. دماسنج را در ظرفی حاوی آب گرم قرار دهید. وقتی آب داغتر میشود یا دمای آب افزایش مییابد، طول ستون جیوه نیز افزایش مییابد (سطح جیوه به سمت بالا حرکت میکند). پس از جوش آمدن آب، سطح جیوه از حرکت باز میایستد. انتهای ستون جیوه را علامت بزنید. این دمای نقطه جوش آب یا نقطه بخار است.
اگر میخواهید مقیاس سلسیوس بسازید، فاصله بین دو علامت به ۱۰۰ خط تقسیم میشود که فاصله بین هر خط باید یکسان باشد. علامت پایین = ۰ درجه سانتیگراد، در حالی که علامت بالا = ۱۰۰ درجه سانتیگراد است. به شکل کناری توجه کنید. دمای نقطه یخ و دمای نقطه بخار به فشار هوا بستگی دارند. بنابراین، دماسنجی که در مکانی با فشار هوای متفاوت کالیبره شود، نتایج متفاوتی خواهد داد. دماسنجهای جیوهای که معمولاً استفاده میشوند، در یک فشار اتمسفر کالیبره میشوند، به طوری که دمای نقطه انجماد آب ۰ درجه سانتیگراد و دمای نقطه جوش ۱۰۰ درجه سانتیگراد است. دماسنجهای معمولی مانند دماسنجهای جیوهای یا دماسنجهای الکلی معمولاً محدود هستند. از دماسنج نمیتوان برای اندازهگیری دماهای بسیار پایین (کمتر از ۰ درجه سانتیگراد) یا دماهای بسیار بالا (بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد) استفاده کرد.
۳. مقیاسهای دما
برای اینکه از دماسنج برای اندازهگیری دما استفاده شود، لازم است یک مقیاس دما تعیین شود. اغلب از دو مقیاس دما استفاده میشود، از جمله مقیاس سلسیوس و مقیاس فارنهایت. نام دیگر مقیاس سلسیوس، مقیاس سانتیگراد است. سانتیگراد = صد مرحله. مقیاس دمایی که در حوزه علم بسیار مهم است، مقیاس مطلق یا مقیاس کلوین است. در مورد مقیاس کلوین بعداً بحث خواهد شد. نقاط ثابت مقیاس سلسیوس و مقیاس فارنهایت از نقطه انجماد و نقطه جوش آب استفاده میکنند. نقطه انجماد یک ماده، دمایی است که در آن حالت جامد و مایع در تعادل حرارتی قرار دارند. برعکس، نقطه جوش یک ماده، دمایی است که در آن حالت مایع و حالت گاز در تعادل حرارتی قرار دارند. نقطه انجماد و نقطه جوش دائماً با فشار هوا تغییر میکنند، بنابراین ابتدا باید فشار هوا تعیین شود. معمولاً از فشار استاندارد استفاده میکنیم که 1 اتمسفر (یک اتمسفر) است. اتمسفر یک واحد فشار هوا است.
مقیاس ۳.۱ درجه سانتیگراد
نقطه ثابت بالای مقیاس سلسیوس از نقطه جوش آب خالص استفاده میکند، در حالی که نقطه ثابت زیر مقیاس سلسیوس از نقطه انجماد آب خالص استفاده میکند. دمای انجماد آب خالص (که به عنوان نقطه یخ نیز شناخته میشود) صفر درجه سلسیوس (0) است. oج) و دمای نقطه جوش آب خالص (که به عنوان نقطه بخار نیز شناخته میشود) صد درجه سانتیگراد (100) است. oج) بین نقاط یخ و بخار، ۱۰۰ درجه وجود دارد. در دماسنجهایی که از مقیاس سلسیوس استفاده میکنند، مقیاس دمایی پایینتر از دمای نقطه یخ معمولاً با عدد منفی مشخص میشود.
مقیاس ۳.۲ فارنهایت
فارنهایت میخواست مقیاسهای دما مثبت باشند. بنابراین، او برای دمای مخلوط یخ و آب نمک (سردترین دمایی که آب میتواند به آن برسد) عدد صفر درجه فارنهایت را انتخاب کرد . هنگام اندازهگیری دمای نقاط یخ و نقاط بخار، اعداد نشان داده شده در مقیاس فارنهایت کسری هستند. در نهایت، او دوباره مقیاس را تغییر داد تا دمای نقطه یخ و نقطه بخار اعداد صحیح باشند.
برای مقیاس فارنهایت، دمای انجماد آب خالص (نقطه یخ) 32 درجه فارنهایت (32 oفارنهایت) و دمای نقطه جوش آب خالص (نقطه بخار) 212 درجه فارنهایت (212 oو). بین نقاط یخ و بخار، ۱۸۰ درجه وجود دارد. آب خالص آبی است که با مواد دیگر مخلوط نشده باشد. هیدروژن خالص20. وقتی از یک دمای خاص صحبت میکنیم، آن را سلسیوس (oج) یا فارنهایت (oو) مثال: دمای آب گرم = ۱۰۰ oسی یا ۱۸۰ oف. دمای بدن من = ۹۸ oو. برعکس، اگر منظور ما تغییر دما یا اختلاف دما باشد، آن را درجه سانتیگراد (C) مینامیم.o) یا درجه فارنهایت (F)o). مثال: دمای اولیه آب 20 است oج. پس از گرم شدن، دما به 50 درجه سانتیگراد تغییر میکند. oج. بنابراین، آب تغییر دمای 30 درجه سانتیگراد (30 درجه سانتیگراد) را تجربه میکند.o).
