Термометрлер және температура шкалалары туралы мақала
1. Термометрлер
Температураны өлшеуге арналған құрал - термометр. Термометрлердің көптеген түрлері бар, бірақ жұмыс принципі бірдей. Әдетте біз термометриялық заттарды пайдаланамыз, яғни температурамен өзгеретін заттың табиғаты. Егер заттың температурасы өзгерсе, заттың пішіні мен өлшемі де өзгереді. Көптеген термометрлер температура өзгерген кезде кеңейе немесе кішірейе алатын заттарды пайдаланады. Жиі қолданылатын термометрлер шыны түтіктерден тұрады, мұнда түтіктің ортасында спирт немесе сынап болады. Температура көтерілген кезде контейнердегі спирт немесе сынап кеңейеді, сондықтан спирт немесе сынап бағанының ұзындығы артады. Керісінше, температура төмендеген кезде спирт немесе сынап бағанының ұзындығы азаяды. Шыны түтіктің сыртында термометрдің шкаласы болып табылатын сандар бар. Спирт немесе сынап бағанының жоғарғы ұшымен көрсетілген сан өлшенетін заттың температурасының мәнін көрсетеді.
Басқа жиі қолданылатын термометр түрлері - биметаллдық парақтарды (әртүрлі типтегі және әртүрлі кеңею жылдамдықтарындағы екі металл) пайдаланатын термометрлер. Температура жоғарылаған кезде, бір металл екінші металға қарағанда көбірек кеңейеді. Нәтижесінде бөліктер иіледі. Әдетте, биметаллдық бөлік спираль тәрізді болады, онда чиптің бір ұшы қалады, ал екінші ұшы шкала индикаторына жалғанған. Температура өзгерген кезде көрсеткіш айналады. Биметаллдық парақтарды пайдаланатын термометрлер әдетте ауа термометрлері, бөлме термометрлері, пеш термометрлері және т.б. ретінде қолданылады. Дәлірек немесе дәлірек термометр көбінесе заттың электрлік қасиеттерін пайдаланады.
2. Термометрді калибрлеу
Термометрді калибрлеу - термометрді масштабтау процесі. Термометрді калибрлеудің бірнеше қадамдары берілген. Біріншіден, сынапты немесе масштабсыз спиртті термометрді дайындаңыз. Екіншіден, мұзды дайындаңыз. Үшіншіден, суды дайындаңыз. Төртіншіден, суды қайнағанша қыздыруға болатын су жылытқышты дайындаңыз. Бесіншіден, мұз бен суды ыдысқа салыңыз (су мен мұздың массасы бірдей). Содан кейін термометрді су мен мұз салынған ыдысқа салыңыз.
Алдымен термометр ауамен жанасып, мұздан ыстық болады. Ыдысқа салғаннан кейін, сынап бағанының ұзындығы азаяды, себебі су мен мұз қоспасы салқындағанша күтіңіз. Сынап бағанының ұзындығы өзгермегенше күтіңіз (сынап беті қозғалмайды). Сынап бағанының ұзындығы өзгермеген кезде, мұз текшелері мен су қоспасы жылулық тепе-теңдікте болады. Сынап бағанының орнын белгілеңіз (сынап бағанының жоғарғы ұшын белгілеңіз). Бұл мұз нүктесінің температурасы немесе судың қату температурасы. Алтыншыдан, электр қыздырғышын пайдаланып суды қайнатыңыз. Термометрді қыздырылған суы бар ыдысқа салыңыз. Су қызған кезде немесе су температурасы көтерілгенде, сынап бағанының ұзындығы да артады (сынап беті жоғары қозғалады). Су қайнағаннан кейін, сынап беті қозғалуын тоқтатады. Сынап бағанының ұшын белгілеңіз. Бұл судың немесе бу нүктесінің қайнау температурасы.
Егер сіз Цельсий шкаласын жасағыңыз келсе, екі белгінің арасындағы қашықтық 100 жолға бөлінеді, мұндағы әр жолдың арасындағы қашықтық бірдей болуы керек. Төменгі белгі = 0 oC, ал жоғарғы белгі = 100 oC. Бүйіріндегі суретті қараңыз. Мұз нүктесінің температурасы мен бу нүктесінің температурасы ауа қысымына байланысты. Сондықтан, ауа қысымы әртүрлі жерде калибрленген термометр әртүрлі нәтижелер береді. Әдетте қолданылатын сынап термометрлері судың қату температурасы 0 болатындай етіп бір атмосфералық қысымда калибрленеді. oC, ал қайнау температурасы 100 oC. Сынапты немесе спиртті термометрлер сияқты кәдімгі термометрлер әдетте шектеулі. Термометрді өте төмен температураларды (0-ден төмен) өлшеу үшін пайдалануға болмайды. oC) немесе өте жоғары температура (100-ден жоғары) oC)
3. Ттемпература шкаласы
Термометрді температураны өлшеу үшін пайдалану үшін температура шкаласын орнату қажет. Көбінесе екі температура шкаласы қолданылады, оның ішінде Цельсий және Фаренгейт шкаласы. Цельсий шкаласының тағы бір атауы - Цельсий шкаласы. Цельсий = жүз қадам. Ғылым саласында маңызды болып табылатын температура шкаласы - абсолюттік шкала немесе Кельвин шкаласы. Кельвин шкаласы туралы кейінірек талқыланады. Цельсий шкаласы мен Фаренгейт шкаласының бекітілген нүктелері судың қату температурасы мен қайнау температурасын пайдаланады. Заттың қату температурасы - қатты және сұйық күйлер жылулық тепе-теңдікте болатын температура. Керісінше, заттың қайнау температурасы - сұйық күй мен газ күйінің жылулық тепе-теңдікте болатын температурасы. Қату температурасы мен қайнау температурасы ауа қысымымен үнемі өзгеріп отырады, сондықтан алдымен ауа қысымын анықтау қажет. Әдетте біз стандартты қысымды қолданамыз, ол 1 атм (бір атмосфера). Атмосфера - ауа қысымының бір бірлігі.
3.1 Цельсий шкаласы
Цельсий шкаласынан жоғары бекітілген нүкте таза судың қайнау температурасын пайдаланады, ал Цельсий шкаласынан төмен бекітілген нүкте таза судың қату температурасын пайдаланады. Таза судың қату температурасы (мұз нүктесі деп те аталады) нөл градус Цельсийге тең (0). oC) және таза судың қайнау температурасы (бу температурасы деп те аталады) жүз градус Цельсийге тең (100 oC). Мұз бен бу нүктелерінің арасында 100 градус бар. Цельсий шкаласын қолданатын термометрлерде мұз нүктесінің температурасынан төмен температура шкаласы әдетте теріс санмен белгіленеді.
3.2 Фаренгейт шкаласы
Фаренгейт температура шкалаларының оң болуын қалайды. Сондықтан ол 0-ді таңдады oF мұз бен тұзды су қоспасының температурасы үшін (су жете алатын ең суық температура). Мұз нүктелері мен бу нүктелерінің температурасын өлшеген кезде, Фаренгейт шкаласында көрсетілген сандар бөлшек сандар болып табылады. Соңында, ол шкаланы мұз нүктесі мен бу нүктесінің температурасы бүтін сандар болатындай етіп қайтадан өзгертті.
Фаренгейт шкаласы бойынша таза судың қату температурасы (мұз нүктесі) 32 градус Фаренгейт (32 oF) және таза судың қайнау температурасы (бу температурасы) 212 градус Фаренгейт (212) құрайды. oF). Мұз бен бу нүктелерінің арасында 180 градус бұрыш бар. Таза су - басқа заттармен араласпаған су. Таза H20. Белгілі бір температураны айтқанда, оны Цельсий деп атаймыз (oC) немесе Фаренгейт (oF). Мысал: ыстық судың температурасы = 100 oC немесе 180 oF. Менің дене қызуым = 98 oF. Керісінше, егер біз температураның өзгеруі немесе температура айырмашылығы туралы айтып отырсақ, онда біз оны Цельсий градусы (C) деп атаймызo) немесе Фаренгейт дәрежесі (F)oМысал: бастапқы су температурасы 20 oC. Қыздырылғаннан кейін температура 50-ге дейін өзгереді oC. Осылайша, су температурасының 30 градус Цельсий (30 C) өзгеруін бастан кешіреді.o).
