థర్మామీటర్లు మరియు ఉష్ణోగ్రత కొలమానాల గురించిన వ్యాసం
1. థర్మామీటర్లు
ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి రూపొందించిన పరికరాన్ని థర్మామీటర్ అంటారు. థర్మామీటర్లు అనేక రకాలుగా ఉంటాయి, కానీ వాటి పని సూత్రం ఒకటే. సాధారణంగా, మనం ఉష్ణోగ్రతతో పాటు మారే పదార్థ స్వభావం గల ఉష్ణమాపక వస్తువులను ఉపయోగిస్తాము. వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత మారితే, దాని ఆకారం మరియు పరిమాణం కూడా మారుతుంది. చాలా థర్మామీటర్లు ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు వ్యాకోచించే లేదా సంకోచించే వస్తువులను ఉపయోగిస్తాయి. తరచుగా ఉపయోగించే థర్మామీటర్లు గాజు గొట్టాలను కలిగి ఉంటాయి, దీని మధ్యలో ఆల్కహాల్ లేదా పాదరసం ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, పాత్రలోని ఆల్కహాల్ లేదా పాదరసం వ్యాకోచిస్తుంది, తద్వారా ఆల్కహాల్ లేదా పాదరసం స్తంభం పొడవు పెరుగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, ఆల్కహాల్ లేదా పాదరసం స్తంభం పొడవు తగ్గుతుంది. గాజు గొట్టం బయట, థర్మామీటర్ యొక్క స్కేలు అయిన సంఖ్యలు ఉంటాయి. ఆల్కహాల్ లేదా పాదరసం స్తంభం యొక్క పైభాగంలో చూపబడిన సంఖ్య, కొలవబడుతున్న వస్తువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత విలువను తెలియజేస్తుంది.
సాధారణంగా ఉపయోగించే ఇతర రకాల థర్మామీటర్లలో బైమెటాలిక్ షీట్లను (విభిన్న రకాలు మరియు విభిన్న వ్యాకోచ వేగాలు కలిగిన రెండు లోహాలు) ఉపయోగించే థర్మామీటర్లు ఉన్నాయి. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, ఒక లోహం మరొక లోహం కంటే ఎక్కువగా వ్యాకోచిస్తుంది. ఫలితంగా, ఆ ముక్కలు వంగిపోతాయి. సాధారణంగా, ఒక బైమెటాలిక్ ముక్క సర్పిలాకారంలో ఉంటుంది, దీనిలో చిప్ యొక్క ఒక చివర స్థిరంగా ఉండగా, మరొక చివర స్కేల్ ఇండికేటర్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు, పాయింటర్ తిరుగుతుంది. బైమెటల్ షీట్లను ఉపయోగించే థర్మామీటర్లను సాధారణంగా గాలి థర్మామీటర్లు, గది థర్మామీటర్లు, ఓవెన్ థర్మామీటర్లు మొదలైన వాటిగా ఉపయోగిస్తారు. మరింత కచ్చితమైన లేదా ఖచ్చితమైన థర్మామీటర్ తరచుగా ఒక వస్తువు యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలను ఉపయోగిస్తుంది.
2. థర్మామీటర్ క్రమాంకనం
థర్మామీటర్ను క్రమాంకనం చేసే ప్రక్రియను క్యాలిబ్రేషన్ అంటారు. థర్మామీటర్ను క్యాలిబ్రేట్ చేయడానికి ఇక్కడ కొన్ని దశలు ఉన్నాయి. మొదట, స్కేలు లేకుండా ఒక పాదరస థర్మామీటర్ లేదా ఆల్కహాల్ థర్మామీటర్ను సిద్ధం చేసుకోండి. రెండవది, మంచును సిద్ధం చేసుకోండి. మూడవది, నీటిని సిద్ధం చేసుకోండి. నాలుగవది, నీటిని మరిగేంత వరకు వేడి చేయడానికి ఉపయోగపడే ఒక వాటర్ హీటర్ను సిద్ధం చేసుకోండి. ఐదవది, ఒక పాత్రలో మంచు మరియు నీటిని ఉంచండి (నీరు మరియు మంచు ఒకే ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి). ఆ తర్వాత, నీరు మరియు మంచు ఉన్న పాత్రలో థర్మామీటర్ను ఉంచండి.
మొదట, థర్మామీటర్ను గాలితో తాకించండి, దీనివల్ల అది మంచు కంటే వేడిగా ఉంటుంది. ఒక పాత్రలో ఉంచిన తర్వాత, నీరు మరియు మంచు మిశ్రమం మరింత చల్లగా ఉండటం వల్ల పాదరసం నిలువు వరుస పొడవు తగ్గుతుంది. పాదరసం నిలువు వరుస పొడవు మారనంత వరకు (పాదరసం ఉపరితలం కదలనంత వరకు) అలాగే ఉంచండి. పాదరసం నిలువు వరుస పొడవు మారనప్పుడు, మంచు ముక్కలు మరియు నీటి మిశ్రమం ఉష్ణ సమతుల్యతలో ఉంటుంది. పాదరసం నిలువు వరుస యొక్క స్థానాన్ని గుర్తించండి (పాదరసం నిలువు వరుస పైభాగాన్ని గుర్తించండి). ఇదే మంచు బిందువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత లేదా నీటి గడ్డకట్టే స్థానం. ఆరవది, ఎలక్ట్రిక్ హీటర్ను ఉపయోగించి నీటిని మరిగించండి. వేడి చేసిన నీరు ఉన్న పాత్రలో థర్మామీటర్ను ఉంచండి. నీరు వేడెక్కినప్పుడు లేదా నీటి ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, పాదరసం నిలువు వరుస పొడవు కూడా పెరుగుతుంది (పాదరసం ఉపరితలం పైకి కదులుతుంది). నీరు మరిగిన తర్వాత, పాదరసం ఉపరితలం కదలడం ఆగిపోతుంది. పాదరసం నిలువు వరుస చివరి భాగాన్ని గుర్తించండి. ఇదే నీటి మరిగే బిందువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత లేదా నీటి ఆవిరి బిందువు.
మీరు సెల్సియస్ స్కేలును తయారు చేయాలనుకుంటే, రెండు గుర్తుల మధ్య దూరాన్ని 100 గీతలుగా విభజిస్తారు, ఇక్కడ ప్రతి గీత మధ్య దూరం సమానంగా ఉండాలి. కింది గుర్తు = 0 ° C, పై గుర్తు = 100 ° C. పక్కన ఉన్న పటాన్ని చూడండి. మంచు బిందువు ఉష్ణోగ్రత మరియు బాష్పీభవన బిందువు ఉష్ణోగ్రత గాలి పీడనంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అందువల్ల, వేర్వేరు గాలి పీడనం ఉన్న ప్రదేశంలో క్రమాంకనం చేయబడిన థర్మామీటర్ వేర్వేరు ఫలితాలను ఇస్తుంది. సాధారణంగా ఉపయోగించే పాదరస థర్మామీటర్లు ఒక వాతావరణ పీడనం వద్ద క్రమాంకనం చేయబడతాయి, తద్వారా నీటి గడ్డకట్టే బిందువు ఉష్ణోగ్రత 0 ° C మరియు మరిగే బిందువు ఉష్ణోగ్రత 100 ° C ఉంటుంది. పాదరస థర్మామీటర్లు లేదా ఆల్కహాల్ థర్మామీటర్ల వంటి సాధారణ థర్మామీటర్లు సాధారణంగా పరిమితంగా ఉంటాయి. చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను (0 ° C కంటే తక్కువ) లేదా చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను (100 ° C కంటే ఎక్కువ) కొలవడానికి థర్మామీటర్ను ఉపయోగించలేరు.
3. ఉష్ణోగ్రత కొలమానాలు
ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి థర్మామీటర్ను ఉపయోగించాలంటే, ఒక ఉష్ణోగ్రత స్కేలును ఏర్పాటు చేయడం అవసరం. సెల్సియస్ స్కేలు మరియు ఫారెన్హైట్ స్కేలు అనే రెండు ఉష్ణోగ్రత స్కేళ్లను తరచుగా ఉపయోగిస్తారు. సెల్సియస్ స్కేలుకు మరో పేరు సెంటిగ్రేడ్ స్కేలు. సెంటిగ్రేడ్ అంటే వంద అడుగులు. విజ్ఞాన శాస్త్ర రంగంలో కీలకమైన ఉష్ణోగ్రత స్కేలును సంపూర్ణ స్కేలు లేదా కెల్విన్ స్కేలు అంటారు. కెల్విన్ స్కేలు గురించి తరువాత చర్చిద్దాం. సెల్సియస్ స్కేలు మరియు ఫారెన్హైట్ స్కేలు యొక్క స్థిర బిందువులుగా నీటి ఘనీభవన స్థానం మరియు బాష్పీభవన స్థానాలను ఉపయోగిస్తారు. ఒక పదార్థం యొక్క ఘనీభవన స్థానం అంటే, దాని ఘన మరియు ద్రవ రూపాలు ఉష్ణ సమతుల్యతలో ఉండే ఉష్ణోగ్రత. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక పదార్థం యొక్క బాష్పీభవన స్థానం అంటే, దాని ద్రవ మరియు వాయు రూపాలు ఉష్ణ సమతుల్యతలో ఉండే ఉష్ణోగ్రత. ఘనీభవన స్థానం మరియు బాష్పీభవన స్థానం గాలి పీడనంతో నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి, కాబట్టి ముందుగా గాలి పీడనాన్ని నిర్ధారించాల్సి ఉంటుంది. సాధారణంగా, మనం ప్రామాణిక పీడనాన్ని ఉపయోగిస్తాము, అది 1 atm (ఒక అట్మాస్ఫియర్). అట్మాస్ఫియర్ అనేది గాలి పీడనంలో ఒక యూనిట్.
3.1 సెల్సియస్ స్కేల్
సెల్సియస్ స్కేలుకు పైన ఉన్న స్థిర బిందువు స్వచ్ఛమైన నీటి మరిగే ఉష్ణోగ్రతను ఉపయోగిస్తుంది, అయితే సెల్సియస్ స్కేలుకు కింద ఉన్న స్థిర బిందువు స్వచ్ఛమైన నీటి గడ్డకట్టే ఉష్ణోగ్రతను ఉపయోగిస్తుంది. స్వచ్ఛమైన నీటి గడ్డకట్టే ఉష్ణోగ్రత (దీనిని మంచు బిందువు అని కూడా అంటారు) సున్నా డిగ్రీల సెల్సియస్ (0°C) ఉంటుంది. oC) మరియు స్వచ్ఛమైన నీటి మరిగే స్థానం (దీనిని ఆవిరి స్థానం అని కూడా అంటారు) ఉష్ణోగ్రత వంద డిగ్రీల సెల్సియస్ (100 oC). మంచు మరియు ఆవిరి బిందువుల మధ్య 100 డిగ్రీలు ఉంటాయి. సెల్సియస్ స్కేలును ఉపయోగించే థర్మామీటర్లలో, మంచు బిందువు ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువగా ఉన్న ఉష్ణోగ్రత స్కేలు సాధారణంగా రుణాత్మక సంఖ్యతో గుర్తించబడుతుంది.
3.2 ఫారెన్హీట్ స్కేల్
ఫారెన్హైట్ ఉష్ణోగ్రత స్కేళ్ళు ధనాత్మకంగా ఉండాలని కోరుకుంటాడు. అందువల్ల, అతను మంచు మరియు ఉప్పునీటి మిశ్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రత కోసం 0 ° F ను ఎంచుకున్నాడు (నీరు చేరగల అత్యంత శీతల ఉష్ణోగ్రత). మంచు బిందువులు మరియు ఆవిరి బిందువుల ఉష్ణోగ్రతను కొలిచేటప్పుడు, ఫారెన్హైట్ స్కేలుపై చూపబడిన సంఖ్యలు భిన్నాలుగా ఉంటాయి. చివరగా, అతను మంచు బిందువు మరియు ఆవిరి బిందువుల ఉష్ణోగ్రతలు పూర్ణాంకాలుగా ఉండేలా స్కేలును మళ్ళీ మార్చాడు.
ఫారెన్హీట్ స్కేలు ప్రకారం, స్వచ్ఛమైన నీటి గడ్డకట్టే ఉష్ణోగ్రత (మంచు బిందువు) 32 డిగ్రీల ఫారెన్హీట్ (32°C) ఉంటుంది. oమరియు స్వచ్ఛమైన నీటి మరిగే స్థానం (భాష్ప స్థానం) 212 డిగ్రీల ఫారెన్హీట్ (212°F) oF). మంచు మరియు ఆవిరి బిందువుల మధ్య 180 డిగ్రీలు ఉంటాయి. స్వచ్ఛమైన నీరు అంటే ఇతర పదార్థాలతో కలవని నీరు. స్వచ్ఛమైన H20. మనం ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతను సెల్సియస్ అని పిలుస్తాము (oC) లేదా ఫారెన్హీట్ (oF). ఉదాహరణ: వేడి నీటి ఉష్ణోగ్రత = 100 oసి లేదా 180 oF. నా శరీర ఉష్ణోగ్రత = 98 oF. దీనికి విరుద్ధంగా, మనం ఉష్ణోగ్రత మార్పు లేదా ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం గురించి మాట్లాడుతున్నప్పుడు, దానిని సెల్సియస్ డిగ్రీ (C) అని పిలుస్తాము.o) లేదా ఫారెన్హీట్ డిగ్రీ (Foఉదాహరణ: ప్రారంభ నీటి ఉష్ణోగ్రత 20 oC. వేడి చేసిన తర్వాత, ఉష్ణోగ్రత 50 కి మారుతుంది oC. అందువల్ల, నీరు 30 డిగ్రీల సెల్సియస్ (30 C) ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు గురవుతుందిo).
