تھرمامیٹر اور درجہ حرارت کے پیمانے کے بارے میں مضمون
1. تھرمامیٹر
درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے ڈیزائن کیا گیا ٹول تھرمامیٹر ہے۔ تھرمامیٹر کی بہت سی قسمیں ہیں، لیکن کام کرنے کا اصول ایک ہی ہے۔ عام طور پر، ہم تھرمامیٹرک اشیاء استعمال کرتے ہیں، مادے کی نوعیت جو درجہ حرارت کے ساتھ بدلتی ہے۔ اگر آبجیکٹ کا درجہ حرارت بدل جائے تو اس کی شکل اور سائز بھی بدل جاتا ہے۔ زیادہ تر تھرمامیٹر ایسی اشیاء استعمال کرتے ہیں جو درجہ حرارت میں تبدیلی کے وقت پھیل یا سکڑ سکتی ہیں۔ تھرمامیٹر جو اکثر استعمال ہوتے ہیں شیشے کی ٹیوبوں پر مشتمل ہوتے ہیں، جہاں ٹیوب کے بیچ میں الکحل یا پارا ہوتا ہے۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے تو، کنٹینر میں الکحل یا پارا پھیلتا ہے تاکہ الکحل یا پارے کے کالم کی لمبائی بڑھ جائے۔ اس کے برعکس، جب درجہ حرارت کم ہوتا ہے، الکحل یا پارے کے کالم کی لمبائی کم ہو جاتی ہے۔ شیشے کی ٹیوب کے باہر، ایسے نمبر ہیں جو تھرمامیٹر کا پیمانہ ہیں۔ الکحل یا پارے کے کالم کے اوپری سرے سے دکھائی جانے والی تعداد اس چیز کے درجہ حرارت کی قدر بتاتی ہے جس کی پیمائش کی جا رہی ہے۔
عام طور پر استعمال ہونے والے تھرمامیٹر کی دوسری قسمیں تھرمامیٹر ہیں جو دائمی دھاتی چادریں (مختلف اقسام کی دو دھاتیں اور مختلف توسیع کی رفتار) استعمال کرتی ہیں۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، تو ایک دھات دوسری دھات کے مقابلے میں زیادہ پھیلتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، ٹکڑے ٹکڑے کر رہے ہیں. عام طور پر، ایک دو دھاتی ٹکڑا ایک سرپل ہوتا ہے، جہاں چپ کا ایک سرا باقی رہتا ہے، جبکہ دوسرا سرا پیمانے کے اشارے سے جڑا ہوتا ہے۔ جب درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے، پوائنٹر گھوم جائے گا. تھرمامیٹر جو بائی میٹل شیٹس کا استعمال کرتے ہیں وہ عام طور پر ایئر تھرمامیٹر، روم تھرمامیٹر، اوون تھرمامیٹر وغیرہ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ تھرمامیٹر، جو زیادہ درست یا درست ہوتا ہے، اکثر کسی چیز کی برقی خصوصیات کا استعمال کرتا ہے۔
2. تھرمامیٹر کیلیبریشن
تھرمامیٹر کیلیبریشن تھرمامیٹر کو پیمانہ کرنے کا عمل ہے۔ تھرمامیٹر کیلیبریٹ کرنے کے لیے کچھ اقدامات یہ ہیں۔ سب سے پہلے، بغیر پیمانے کے مرکری تھرمامیٹر یا الکحل تھرمامیٹر تیار کریں۔ دوسرا، برف تیار کریں۔ تیسرا، پانی تیار کریں۔ چوتھا، ایک واٹر ہیٹر تیار کریں جو پانی کو ابال کر گرم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکے۔ پانچویں، ایک کنٹینر میں برف اور پانی ڈالیں (پانی اور برف کا حجم ایک ہی ہے)۔ اس کے بعد تھرمامیٹر کو پانی اور برف والے کنٹینر میں رکھیں۔
سب سے پہلے، تھرمامیٹر ہوا کے ساتھ رابطے میں تھا تاکہ تھرمامیٹر برف سے زیادہ گرم ہو. کنٹینر میں ڈالے جانے کے بعد، مرکری کے کالم کی لمبائی کم ہو جائے گی کیونکہ پانی اور برف کا مرکب زیادہ ٹھنڈا ہوتا ہے۔ جب تک پارے کے کالم کی لمبائی تبدیل نہیں ہوتی ہے (پارے کی سطح حرکت نہیں کرتی ہے)۔ جب پارے کے کالم کی لمبائی تبدیل نہیں ہوتی ہے، تو برف کے کیوبز اور پانی کا مرکب تھرمل توازن میں ہوتا ہے۔ مرکری کالم کی پوزیشن کو نشان زد کریں (مرکری کالم کے اوپری سرے کو نشان زد کریں)۔ یہ آئس پوائنٹ یا پانی کے انجماد کا درجہ حرارت ہے۔ چھٹا، الیکٹرک ہیٹر کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو ابالیں۔ تھرمامیٹر کو ایک کنٹینر میں ڈالیں جس میں گرم پانی ہو۔ جب پانی زیادہ گرم ہو جاتا ہے یا پانی کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے تو پارے کے کالم کی لمبائی بھی بڑھ جاتی ہے (مرکری کی سطح اوپر جاتی ہے)۔ پانی کے ابلنے کے بعد، پارے کی سطح حرکت کرنا بند کر دیتی ہے۔ مرکری کالم کے اختتام کو نشان زد کریں۔ یہ پانی یا بخارات کے نقطہ ابلتے کا درجہ حرارت ہے۔
اگر آپ سیلسیس پیمانہ بنانا چاہتے ہیں، تو دو نشانوں کے درمیان فاصلے کو 100 لائنوں میں تقسیم کیا جاتا ہے، جہاں ہر لائن کے درمیان فاصلہ ایک جیسا ہونا چاہیے۔ نیچے کا نشان = 0 o C، جب کہ اوپر کا نشان = 100 o C۔ سائیڈ پر موجود تصویر دیکھیں۔ آئس پوائنٹ کا درجہ حرارت اور بخارات کا درجہ حرارت ہوا کے دباؤ پر منحصر ہے۔ لہذا، ایک تھرمامیٹر جو مختلف ہوا کے دباؤ والی جگہ پر کیلیبریٹ کیا جاتا ہے، مختلف نتائج دے گا۔ مرکری تھرمامیٹر جو عام طور پر استعمال ہوتے ہیں ان کو ایک ماحولیاتی دباؤ پر کیلیبریٹ کیا جاتا ہے تاکہ پانی کا نقطہ انجماد درجہ حرارت 0 o C اور ابلتے ہوئے نقطہ کا درجہ حرارت 100 o C ہو۔ باقاعدہ تھرمامیٹر جیسے مرکری تھرمامیٹر یا الکحل تھرمامیٹر عام طور پر محدود ہوتے ہیں۔ تھرمامیٹر بہت کم درجہ حرارت (0 o C سے کم) یا بہت زیادہ درجہ حرارت (100 o C سے زیادہ ) کی پیمائش کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا۔
3. درجہ حرارت کا پیمانہ
درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے استعمال کیے جانے والے تھرمامیٹر کے لیے درجہ حرارت کا پیمانہ مقرر کرنا ضروری ہے۔ درجہ حرارت کے دو پیمانے اکثر استعمال کیے جاتے ہیں، بشمول سیلسیس اسکیل اور فارن ہائیٹ اسکیل۔ سیلسیس اسکیل کا دوسرا نام سینٹی گریڈ اسکیل ہے۔ سینٹی گریڈ = ایک سو قدم۔ درجہ حرارت کا پیمانہ جو سائنس کے میدان میں اہم ہے وہ مطلق پیمانہ یا کیلون پیمانہ ہے۔ Kelvin پیمانے کے بارے میں بعد میں بات کی جائے گی. سیلسیس اسکیل اور فارن ہائیٹ اسکیل کے فکسڈ پوائنٹس پانی کے انجماد اور ابلتے پوائنٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ کسی مادے کا نقطہ انجماد وہ درجہ حرارت ہے جس پر ٹھوس اور مائع شکلیں تھرمل توازن میں ہوتی ہیں۔ اس کے برعکس، مادہ کا ابلتا نقطہ وہ درجہ حرارت ہے جس پر مائع کی شکل اور گیس کی شکل حرارتی توازن میں ہوتی ہے۔ نقطہ انجماد اور ابلتا ہوا نقطہ مسلسل ہوا کے دباؤ کے ساتھ تبدیل ہوتا رہتا ہے، اس لیے پہلے ہوا کے دباؤ کا تعین کرنے کی ضرورت ہے۔ عام طور پر، ہم معیاری دباؤ کا استعمال کرتے ہیں، جو کہ 1 atm (ایک ماحول) ہے۔ فضا ہوا کے دباؤ کی ایک اکائی ہے۔
3.1 سیلسیس اسکیل
سیلسیس پیمانے کے اوپر مقررہ نقطہ خالص پانی کے ابلتے نقطہ کا استعمال کرتا ہے، جبکہ سیلسیس پیمانے کے نیچے مقررہ نقطہ خالص پانی کے منجمد نقطہ کا استعمال کرتا ہے. خالص پانی کا منجمد درجہ حرارت (جسے آئس پوائنٹ بھی کہا جاتا ہے) صفر ڈگری سیلسیس (0 oC) اور خالص پانی کے ابلتے نقطہ کا درجہ حرارت (جسے بخارات کا نقطہ بھی کہا جاتا ہے) ایک سو ڈگری سیلسیس (100) ہے oسی)۔ برف اور بخارات کے درمیان، 100 ڈگری ہیں۔ تھرمامیٹر میں جو سیلسیس اسکیل استعمال کرتے ہیں، آئس پوائنٹ کے درجہ حرارت سے کم درجہ حرارت کا پیمانہ عام طور پر منفی نمبر کے ساتھ نشان زد ہوتا ہے۔
3.2 فارن ہائیٹ پیمانہ
فارن ہائیٹ چاہتا ہے کہ درجہ حرارت کے پیمانے مثبت ہوں۔ لہذا، اس نے برف اور نمکین پانی کے مرکب کے درجہ حرارت کے لیے 0 o F کا انتخاب کیا (وہ سرد ترین درجہ حرارت جس تک پانی پہنچ سکتا ہے)۔ آئس پوائنٹس اور وانپر پوائنٹس کے درجہ حرارت کی پیمائش کرتے وقت، فارن ہائیٹ اسکیل پر دکھائے جانے والے نمبر فریکشن ہوتے ہیں۔ آخر میں، اس نے پیمانہ کو دوبارہ تبدیل کیا تاکہ آئس پوائنٹ کا درجہ حرارت اور وانپ پوائنٹ انٹیجرز ہوں۔
فارن ہائیٹ پیمانے کے لیے، خالص پانی (آئس پوائنٹ) کا منجمد درجہ حرارت 32 ڈگری فارن ہائیٹ (32) ہے۔ oF) اور خالص پانی (وانپ پوائنٹ) کا ابلتا ہوا درجہ حرارت 212 ڈگری فارن ہائیٹ (212) ہے oایف)۔ برف اور بخارات کے درمیان 180 ڈگری ہے۔ خالص پانی وہ پانی ہے جو دوسرے مادوں کے ساتھ نہیں ملا ہوا ہے۔ خالص ایچ20. جب ہم ایک مخصوص درجہ حرارت کہتے ہیں، تو ہم اسے سیلسیس کہتے ہیں (oC) یا فارن ہائیٹ (oایف)۔ مثال: گرم پانی کا درجہ حرارت = 100 oسی یا 180 oF. میرے جسم کا درجہ حرارت = 98 oF. اس کے برعکس، اگر ہم درجہ حرارت میں تبدیلی یا درجہ حرارت کا فرق کہہ رہے ہیں، تو ہم اسے سیلسیس ڈگری (Co) یا فارن ہائیٹ ڈگری (Fo)۔ مثال: ابتدائی پانی کا درجہ حرارت 20 ہے۔ oC. ایک بار گرم ہونے کے بعد، درجہ حرارت 50 تک بدل جاتا ہے۔ oC. اس طرح، پانی 30 ڈگری سیلسیس (30 Co).
