نفسر ما هو مقياس الحرارة ، ولماذا هو ومن اخترعه. أيضا أنواع الترمومترات وكيفية عملها.
ما هو مقياس الحرارة؟
مقياس الحرارة هو أداة تكمن فائدتها في قياس درجة الحرارة ، من خلال آليات ومقاييس مختلفة. كانت أكثر هذه الآليات شيوعًا هي التمدد ، وهي خاصية تتوسع في بعض المواد في وجودها الحرارة، شائع بين المعادن و اخرين مواد، مثل ال كحول.
كان اختراع مقياس الحرارة وإدراجه في الحياة اليومية نجاحًا مهمًا في التطور التكنولوجي للطب (مقياس الحرارة السريري) ، لأنه سمح قياس التابع درجة الحرارة من جسم الإنسان وقياس الأعراض بدقة مثل الحمى.
ما يتم تسجيله بواسطة موازين الحرارة يتم تمييزه بناءً على مقياس درجة حرارة معين:
- مئوية (درجة مئوية). تكريما للفيزيائي السويدي أندرياس سيلسيوس المعروف أيضًا بالدرجات المئوية.
- فهرنهايت (درجة فهرنهايت). اقترحه الفيزيائي الألماني دانيال فهرنهايت عام 1724 ، ويفضل استخدامه في العالم الأنجلو ساكسوني.
- كلفن (° ك). مقياسدرجة الحرارة المطلقة، يستخدم في النظام الدولي للوحدات. يتزامن مع مقياس سيليزيوس ، ولكن تم ضبط الصفر على ما يسمى "الصفر المطلق" ، أي أدنى درجة حرارة موجودة: -273.15 درجة مئوية.
- ريومور (ص). مهجور اليوم ، بسبب رينيه أنطوان فيرتشولت دي ريومور ، الفيزيائي الفرنسي.
من اخترع ميزان الحرارة؟
مقياس الحرارة هو قطعة أثرية طويلة الأمد في تاريخ البشرية ، وقد تم استدعاء الإصدار الأول منهامنظار اخترعها عالم عصر النهضة جاليليو جاليلي: كان يتألف من وعاء زجاجي بلغ ذروته في كرة مغلقة ، والتي كان لا بد من غمرها رأسًا على عقب في خليط من الكحول و ماء، وترك المجال لأعلى. مع تسخين السائل ، تحرك لأعلى في الأنبوب.
تمت إضافة مقياس عددي لهذا الاختراع بين عامي 1611 و 1613 (يُنسب إلى فرانشيسكو ساجريدو وسانتوريو سانتوريو) ، مما أدى إلى ظهور أول موازين الحرارة وكذلك أجهزة قياس درجة الحرارة المحيطة.
أنواع ميزان الحرارة
هناك الأنواع التالية من موازين الحرارة:
- ترمومتر زئبقي. الاستفادة من قدرة التمدد الهائلة للمعدن السائل الفريد ، تم تصنيع موازين الحرارة هذه لقرون منذ اختراعها في عام 1714 من قبل الفيزيائي فهرنهايت. إنها عملية ودقيقة للغاية. لا تزال تستخدم على نطاق واسع ، على الرغم من حظر تصنيعها في بعض البلدان لأن الزئبق ، بمجرد العمر المفيد لميزان الحرارة ، يصبح ملوثًا بيئيًا.
- البيرومترات. تُستخدم في المسابك والمصانع ، حيث يلزم قياس درجة الحرارة الدقيقة (العالية جدًا) ، فهي تعمل بناءً على آليات مختلفة: التقاط الأشعة تحت الحمراء ، وتوزيع الإشعاع الحراري (بناءً على اللون) ، وحتى التأثير الكهروضوئي.
- ترمومتر غاز. تخضع ل ضغط ص الصوت يتم استخدام غازات معينة ثابتة بناءً على قدرتها على التمدد عند تسخينها. هذا يعطي نتائج دقيقة للغاية وبالتالي يستخدم لمعايرة موازين الحرارة الأخرى.
- ميزان الحرارة المعدني المعدني. وهي مكونة من لوحين معدنيين لهما معاملات تمدد مختلفة ، ومن ثنية بحيث تبقى الصفيحة ذات المعامل الأعلى بالداخل. هذه هي الطريقة التي يعمل بها مستشعر درجة الحرارة في مقياس الحرارة.
- موازين الحرارة الرقمية. تعمل على أساس دوائر ومستشعرات إلكترونية متخصصة ، قادرة على قياس التغيرات الصغيرة في الجهد وترجمتها إلى أرقام ضمن أحد مقاييس درجة الحرارة (أو عدة مقاييس).
- موازين الحرارة السريرية. هذا هو الاسم الذي يطلق على موازين الحرارة المستخدمة بشكل خاص في الطب لقياس درجة حرارة الجسم. عادة ما تكون مصنوعة من الزجاج (تلك المصنوعة من الزئبق) أو بلاستيك (الرقمية).
كيف يعمل ميزان الحرارة؟
المبدأ الذي يحكم مقياس الحرارة بسيط: للجهاز طرف حساس ، حيث توجد المستشعرات (في حالة ترمومتر رقمي) أو المادة القابلة للتمدد (في حالة موازين الحرارة الزئبقية أو الكحولية) ، ويجب أن تكون كذلك أدخلت في الجسم أو المادة التي يتم قياس درجة حرارتها.
بعد الانتظار بضع دقائق ، ستؤدي حرارة الجسم أو المادة إلى ارتفاع الزئبق أو الكحول إلى نقطة مكافئة ، على المقياس المسجل على الجهاز ، لدرجة الحرارة المقاسة.