Termometreler ve sıcaklık ölçekleri hakkında makale
1. Termometreler
Sıcaklığı ölçmek için tasarlanmış alet termometredir. Birçok termometre türü vardır, ancak çalışma prensibi aynıdır. Genellikle, sıcaklıkla değişen madde doğasına sahip termometrik nesneler kullanırız. Nesnenin sıcaklığı değişirse, nesnenin şekli ve boyutu da değişir. Çoğu termometre, sıcaklık değiştiğinde genleşebilen veya büzülebilen nesneler kullanır. Sıklıkla kullanılan termometreler, tüpün ortasında alkol veya cıva bulunan cam tüplerden oluşur. Sıcaklık arttığında, kaptaki alkol veya cıva genleşir, böylece alkol veya cıva sütununun uzunluğu artar. Tersine, sıcaklık azaldığında, alkol veya cıva sütununun uzunluğu azalır. Cam tüpün dışında, termometrenin ölçeğini gösteren sayılar bulunur. Alkol veya cıva sütununun üst ucunda gösterilen sayı, ölçülen nesnenin sıcaklık değerini belirtir.
Yaygın olarak kullanılan diğer termometre türleri arasında bimetalik levhalar (farklı türde ve farklı genleşme hızlarına sahip iki metal) kullanan termometreler bulunur. Sıcaklık arttığında, bir metal diğer metalden daha fazla genleşir. Sonuç olarak, parçalar eğrilir. Genellikle, bimetalik bir parça spiral şeklindedir; çipin bir ucu sabit kalırken, diğer ucu ölçek göstergesine bağlıdır. Sıcaklık değiştiğinde, ibre döner. Bimetalik levhalar kullanan termometreler tipik olarak hava termometresi, oda termometresi, fırın termometresi vb. olarak kullanılır. Daha doğru veya hassas bir termometre ise genellikle bir nesnenin elektriksel özelliklerini kullanır.
2. Termometre Kalibrasyonu
Termometre kalibrasyonu, bir termometrenin ölçeklendirilmesi işlemidir. Termometreyi kalibre etmek için bazı adımlar şunlardır: İlk olarak, ölçeksiz bir cıva termometresi veya alkol termometresi hazırlayın. İkinci olarak, buz hazırlayın. Üçüncü olarak, su hazırlayın. Dördüncü olarak, suyu kaynatacak şekilde ısıtabilecek bir su ısıtıcısı hazırlayın. Beşinci olarak, buz ve suyu bir kaba koyun (su ve buz aynı kütleye sahip olmalıdır). Daha sonra, termometreyi su ve buz içeren kabın içine yerleştirin.
İlk başta, termometre havayla temas halinde olduğundan buzdan daha sıcaktır. Bir kaba konulduktan sonra, su ve buz karışımı daha soğutucu olduğu için cıva sütununun uzunluğu azalacaktır. Cıva sütununun uzunluğu değişmeyene kadar (cıva yüzeyi hareket etmeyene kadar) bekleyin. Cıva sütununun uzunluğu değişmediğinde, buz küpleri ve su karışımı termal dengededir. Cıva sütununun konumunu işaretleyin (cıva sütununun üst ucunu işaretleyin). Bu, suyun buzlanma noktası veya donma noktası sıcaklığıdır. Altıncı olarak, elektrikli ısıtıcı kullanarak su kaynatın. Termometreyi ısıtılmış su içeren bir kaba yerleştirin. Su ısındıkça veya su sıcaklığı arttıkça, cıva sütununun uzunluğu da artar (cıva yüzeyi yukarı doğru hareket eder). Su kaynadıktan sonra, cıva yüzeyi hareket etmeyi durdurur. Cıva sütununun ucunu işaretleyin. Bu, suyun kaynama noktası veya buharlaşma noktası sıcaklığıdır.
Celsius ölçeği yapmak istiyorsanız, iki işaret arasındaki mesafe 100 çizgiye bölünür ve her çizgi arasındaki mesafe aynı olmalıdır. En alttaki işaret = 0 oC, üst işaret = 100 iken oC. Yandaki şekle bakın. Buzlanma noktası sıcaklığı ve buharlaşma noktası sıcaklığı hava basıncına bağlıdır. Bu nedenle, farklı hava basıncına sahip bir yerde kalibre edilmiş bir termometre farklı sonuçlar verecektir. Yaygın olarak kullanılan cıvalı termometreler, suyun donma noktası sıcaklığının 0 olması için bir atmosfer basıncında kalibre edilir. oC ve kaynama noktası sıcaklığı 100'dür. oC. Cıva termometreleri veya alkol termometreleri gibi normal termometreler genellikle sınırlıdır. Termometre çok düşük sıcaklıkları (0°C'nin altında) ölçmek için kullanılamaz. o(100°C'den yüksek) veya çok yüksek sıcaklıklar (100°C'den yüksek) oC).
3. Tsıcaklık ölçekleri
Bir termometrenin sıcaklık ölçmek için kullanılabilmesi için bir sıcaklık ölçeğinin ayarlanması gerekir. Genellikle iki sıcaklık ölçeği kullanılır: Celsius ölçeği ve Fahrenheit ölçeği. Celsius ölçeğinin diğer adı santigrat ölçeğidir. Santigrat = yüz derece. Bilim alanında kritik olan sıcaklık ölçeği ise mutlak ölçek veya Kelvin ölçeğidir. Kelvin ölçeği daha sonra ele alınacaktır. Celsius ve Fahrenheit ölçeklerinin sabit noktaları, suyun donma ve kaynama noktalarıdır. Bir maddenin donma noktası, katı ve sıvı hallerinin termal dengede olduğu sıcaklıktır. Tersine, bir maddenin kaynama noktası, sıvı ve gaz hallerinin termal dengede olduğu sıcaklıktır. Donma ve kaynama noktaları hava basıncıyla sürekli değiştiği için öncelikle hava basıncının belirlenmesi gerekir. Genellikle standart basınç kullanılır, bu da 1 atm'dir (bir atmosfer). Atmosfer, bir hava basıncı birimidir.
3.1 Santigrat Derece Ölçeği
Santigrat ölçeğinin üzerindeki sabit nokta, saf suyun kaynama noktasını kullanırken, Santigrat ölçeğinin altındaki sabit nokta ise saf suyun donma noktasını kullanır. Saf suyun donma sıcaklığı (buzlanma noktası olarak da bilinir) sıfır santigrat derecedir (0°C). oC) ve saf suyun kaynama noktasının sıcaklığı (buharlaşma noktası olarak da bilinir) yüz derece Celsius'tur (100 oC) Buzlanma ve buharlaşma noktaları arasında 100 derece vardır. Santigrat ölçeğini kullanan termometrelerde, buzlanma noktası sıcaklığından daha düşük bir sıcaklık genellikle negatif bir sayı ile işaretlenir.
3.2 Fahrenheit ölçeği
Fahrenheit sıcaklık ölçeklerinin pozitif olmasını istiyor. Bu nedenle 0'ı seçti. oF, buz ve tuzlu su karışımının sıcaklığını (suyun ulaşabileceği en düşük sıcaklık) gösterir. Buzlanma noktalarının ve buharlaşma noktalarının sıcaklıklarını ölçerken, Fahrenheit ölçeğinde gösterilen sayılar kesirli sayılardır. Sonunda, buzlanma noktası ve buharlaşma noktasının sıcaklıklarının tam sayı olması için ölçeği tekrar değiştirdi.
Fahrenheit ölçeğinde, saf suyun donma sıcaklığı (buzlanma noktası) 32 derece Fahrenheit'tir (32°F). oSaf suyun kaynama noktası (buharlaşma noktası) 212 derece Fahrenheit'tir (212 Fahrenheit). oF). Buzlanma noktası ile buharlaşma noktası arasında 180 derece vardır. Saf su, diğer maddelerle karışmamış sudur. Saf H20. Belli bir sıcaklığı ifade ederken, ona Santigrat (Celsius) deriz.oC) veya Fahrenheit (oF). Örnek: sıcak su sıcaklığı = 100 oC veya 180 oF. Vücut sıcaklığım = 98 oÖte yandan, sıcaklık değişimi veya sıcaklık farkından bahsediyorsak, buna Santigrat derece (C) deriz.o) veya Fahrenheit derecesi (F)oÖrnek: suyun başlangıç sıcaklığı 20°C'dir. oIsıtıldıktan sonra sıcaklık 50 dereceye yükselir. oDolayısıyla, suyun sıcaklığında 30 santigrat derece (30°C) bir değişim meydana gelir.o).
