થર્મોમીટર્સ અને તાપમાનના માપદંડો વિશેનો લેખ
1. થર્મોમીટર્સ
તાપમાન માપવા માટે રચાયેલ સાધન થર્મોમીટર છે. ઘણા પ્રકારના થર્મોમીટર છે, પરંતુ કાર્ય સિદ્ધાંત સમાન છે. સામાન્ય રીતે, આપણે થર્મોમેટ્રિક વસ્તુઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, જે પદાર્થની પ્રકૃતિ તાપમાન સાથે બદલાય છે. જો પદાર્થનું તાપમાન બદલાય છે, તો પદાર્થનો આકાર અને કદ પણ બદલાય છે. મોટાભાગના થર્મોમીટર એવી વસ્તુઓનો ઉપયોગ કરે છે જે તાપમાન બદલાય ત્યારે વિસ્તૃત અથવા સંકોચાઈ શકે છે. વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાતા થર્મોમીટરમાં કાચની નળીઓ હોય છે, જ્યાં નળીના કેન્દ્રમાં આલ્કોહોલ અથવા પારો હોય છે. જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે કન્ટેનરમાં આલ્કોહોલ અથવા પારો વિસ્તરે છે જેથી આલ્કોહોલ અથવા પારો સ્તંભની લંબાઈ વધે છે. તેનાથી વિપરીત, જ્યારે તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે આલ્કોહોલ અથવા પારો સ્તંભની લંબાઈ ઘટે છે. કાચની નળીની બહાર, એવા નંબરો હોય છે જે થર્મોમીટરના સ્કેલ છે. આલ્કોહોલ અથવા પારો સ્તંભના ઉપરના છેડા દ્વારા દર્શાવેલ સંખ્યા માપવામાં આવતી વસ્તુના તાપમાનનું મૂલ્ય દર્શાવે છે.
સામાન્ય રીતે વપરાતા અન્ય પ્રકારના થર્મોમીટર્સ એ છે જે બાયમેટાલિક શીટ્સ (વિવિધ પ્રકારની બે ધાતુઓ અને વિવિધ વિસ્તરણ ગતિ) નો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે એક ધાતુ બીજી ધાતુ કરતા વધુ વિસ્તરણ અનુભવે છે. પરિણામે, ટુકડાઓ વક્ર હોય છે. સામાન્ય રીતે, બાયમેટાલિક ટુકડો એક સર્પાકાર હોય છે, જ્યાં ચિપનો એક છેડો રહે છે, જ્યારે બીજો છેડો સ્કેલ સૂચક સાથે જોડાયેલ હોય છે. જ્યારે તાપમાન બદલાય છે, ત્યારે પોઇન્ટર ફરશે. બાયમેટાલિક શીટ્સનો ઉપયોગ કરતા થર્મોમીટર્સનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એર થર્મોમીટર્સ, રૂમ થર્મોમીટર્સ, ઓવન થર્મોમીટર્સ વગેરે તરીકે થાય છે. થર્મોમીટર, જે વધુ સચોટ અથવા ચોક્કસ હોય છે, તે ઘણીવાર ઑબ્જેક્ટના વિદ્યુત ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છે.
2. થર્મોમીટર કેલિબ્રેશન
થર્મોમીટર કેલિબ્રેશન એ થર્મોમીટરને માપવાની પ્રક્રિયા છે. થર્મોમીટરને માપાંકિત કરવા માટે અહીં કેટલાક પગલાં છે. પ્રથમ, સ્કેલ વિના પારો થર્મોમીટર અથવા આલ્કોહોલ થર્મોમીટર તૈયાર કરો. બીજું, બરફ તૈયાર કરો. ત્રીજું, પાણી તૈયાર કરો. ચોથું, પાણી ગરમ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતું વોટર હીટર તૈયાર કરો. પાંચમું, બરફ અને પાણીને એક કન્ટેનરમાં મૂકો (પાણી અને બરફનું દળ સમાન હોય છે). ત્યારબાદ, થર્મોમીટરને પાણી અને બરફ ધરાવતા કન્ટેનરમાં મૂકો.
શરૂઆતમાં, થર્મોમીટર હવાના સંપર્કમાં આવે છે જેથી થર્મોમીટર બરફ કરતાં વધુ ગરમ હોય. કન્ટેનરમાં મૂક્યા પછી, પારાના સ્તંભની લંબાઈ ઓછી થશે કારણ કે પાણી અને બરફનું મિશ્રણ વધુ ઠંડુ થાય છે. જ્યાં સુધી પારાના સ્તંભની લંબાઈ બદલાતી નથી (પારાની સપાટી ખસતી નથી) ત્યાં સુધી રહેવા દો. જ્યારે પારાના સ્તંભની લંબાઈ બદલાતી નથી, ત્યારે બરફના ટુકડા અને પાણીનું મિશ્રણ થર્મલ સંતુલનમાં હોય છે. પારાના સ્તંભની સ્થિતિ ચિહ્નિત કરો (પારાના સ્તંભના ઉપરના છેડાને ચિહ્નિત કરો). આ બરફ બિંદુનું તાપમાન અથવા પાણીનું ઠંડું બિંદુ છે. છઠ્ઠું, ઇલેક્ટ્રિક હીટરનો ઉપયોગ કરીને પાણી ઉકાળો. ગરમ પાણી ધરાવતા કન્ટેનરમાં થર્મોમીટર દાખલ કરો. જ્યારે પાણી વધુ ગરમ થાય છે અથવા પાણીનું તાપમાન વધે છે, ત્યારે પારાના સ્તંભની લંબાઈ પણ વધે છે (પારાની સપાટી ઉપર ખસે છે). પાણી ઉકળતા પછી, પારાની સપાટી ફરવાનું બંધ કરે છે. પારાના સ્તંભના છેડાને ચિહ્નિત કરો. આ પાણી અથવા બાષ્પ બિંદુના ઉત્કલન બિંદુનું તાપમાન છે.
જો તમે સેલ્સિયસ સ્કેલ બનાવવા માંગતા હો, તો બે ચિહ્નો વચ્ચેનું અંતર 100 રેખાઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જ્યાં દરેક રેખા વચ્ચેનું અંતર સમાન હોવું જોઈએ. નીચેનું ચિહ્ન = 0 o C, જ્યારે ઉપરનું ચિહ્ન = 100 o C. બાજુ પરની આકૃતિ જુઓ. બરફ બિંદુ તાપમાન અને બાષ્પ બિંદુ તાપમાન હવાના દબાણ પર આધાર રાખે છે. તેથી, અલગ અલગ હવાના દબાણવાળી જગ્યાએ માપાંકિત થર્મોમીટર અલગ પરિણામો આપશે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા બુધ થર્મોમીટર્સ એક વાતાવરણીય દબાણ પર માપાંકિત કરવામાં આવે છે જેથી પાણીનું ઠંડું બિંદુ તાપમાન 0 o C અને ઉત્કલન બિંદુ તાપમાન 100 o C હોય. પારો થર્મોમીટર્સ અથવા આલ્કોહોલ થર્મોમીટર્સ જેવા નિયમિત થર્મોમીટર્સ સામાન્ય રીતે મર્યાદિત હોય છે. થર્મોમીટરનો ઉપયોગ ખૂબ નીચા તાપમાન (0 o C કરતા ઓછું) અથવા ખૂબ ઊંચા તાપમાન (100 o C કરતા વધારે ) માપવા માટે કરી શકાતો નથી.
3. તાપમાન ભીંગડા
તાપમાન માપવા માટે થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરવા માટે, તાપમાન માપન માપન માપન કરવું જરૂરી છે. બે તાપમાન માપન
૩.૧ સેલ્સિયસ સ્કેલ
સેલ્સિયસ સ્કેલ ઉપરનો નિશ્ચિત બિંદુ શુદ્ધ પાણીના ઉત્કલન બિંદુનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે સેલ્સિયસ સ્કેલ નીચેનો નિશ્ચિત બિંદુ શુદ્ધ પાણીના ઠંડું બિંદુનો ઉપયોગ કરે છે. શુદ્ધ પાણી (જેને બરફ બિંદુ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નું ઠંડું તાપમાન શૂન્ય ડિગ્રી સેલ્સિયસ (0) છે. oC) અને શુદ્ધ પાણી (જેને બાષ્પ બિંદુ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ના ઉત્કલન બિંદુનું તાપમાન સો ડિગ્રી સેલ્સિયસ (100 oC). બરફ અને બાષ્પ બિંદુઓ વચ્ચે, 100 ડિગ્રી હોય છે. સેલ્સિયસ સ્કેલનો ઉપયોગ કરતા થર્મોમીટર્સમાં, બરફ બિંદુ તાપમાન કરતા ઓછા તાપમાન સ્કેલને સામાન્ય રીતે નકારાત્મક સંખ્યા સાથે ચિહ્નિત કરવામાં આવે છે.
૩.૨ ફેરનહીટ સ્કેલ
ફેરનહીટ ઇચ્છે છે કે તાપમાનના માપાંકન ધન હોય. તેથી, તેમણે બરફ અને ખારા પાણીના મિશ્રણના તાપમાન માટે 0 o F પસંદ કર્યું (પાણી પહોંચી શકે તે સૌથી ઠંડુ તાપમાન). બરફના બિંદુઓ અને બાષ્પ બિંદુઓનું તાપમાન માપતી વખતે, ફેરનહીટ સ્કેલ પર દર્શાવેલ સંખ્યાઓ અપૂર્ણાંક છે. અંતે, તેમણે ફરીથી સ્કેલ બદલ્યો જેથી બરફના બિંદુ અને બાષ્પ બિંદુનું તાપમાન પૂર્ણાંકો હોય.
ફેરનહીટ સ્કેલ માટે, શુદ્ધ પાણી (બરફ બિંદુ) નું ઠંડું તાપમાન 32 ડિગ્રી ફેરનહીટ (32 oF) અને શુદ્ધ પાણી (બાષ્પ બિંદુ) નું ઉત્કલન બિંદુ તાપમાન 212 ડિગ્રી ફેરનહીટ (212 oF). બરફ અને બાષ્પ બિંદુઓ વચ્ચે 180 ડિગ્રીનું અંતર છે. શુદ્ધ પાણી એ પાણી છે જે અન્ય પદાર્થો સાથે ભળતું નથી. શુદ્ધ H20. જ્યારે આપણે ચોક્કસ તાપમાન કહીએ છીએ, ત્યારે આપણે તેને સેલ્સિયસ કહીએ છીએ (oસી) અથવા ફેરનહીટ (oF). ઉદાહરણ: ગરમ પાણીનું તાપમાન = 100 oસી અથવા ૧૮૦ oF. મારા શરીરનું તાપમાન = 98 oF. તેનાથી વિપરીત, જો આપણે તાપમાનમાં ફેરફાર અથવા તાપમાનનો તફાવત કહી રહ્યા છીએ, તો આપણે તેને સેલ્સિયસ ડિગ્રી (C) કહીએ છીએo) અથવા ફેરનહીટ ડિગ્રી (F)o). ઉદાહરણ: પ્રારંભિક પાણીનું તાપમાન 20 છે oC. એકવાર ગરમ થયા પછી, તાપમાન 50 ડિગ્રી સુધી બદલાય છે oC. આમ, પાણીમાં 30 ડિગ્રી સેલ્સિયસ (30 સે.) તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે.o).
