Что измеряет термометр: Термометр, что это такое и что измеряет, области применения

Термометр, что это такое и что измеряет, области применения

В комплект термометра входит датчик измерения, который может быть 2 видов:

• встроенный – крепится к электронному блоку (неотъемлемая и несъемная часть термометра).
• выносной – отдельное устройство, которое подключается к термометру через шнур. Шнур может имею разную длину, которой достаточно для измерений на безопасном расстоянии к основному блоку.

Такие термометры имеют высокий уровень точности. Максимальная погрешность может составлять 0,1% в диапазоне отрицательной температуры до -200 градусов по Цельсию и 0,15% в диапазоне до -100.

Большинство термометров оснащены функцией электронной калибровки устройства, суть которой заключается в установке поправочного значения при привидении к эталонному значению.

Что измеряется термометром

Всем известно, термометр – это такое устройство, которое измеряет температуру воздуха, воды или конкретного объекта. Оно может использоваться во многих сверах жизни, например, в медицине для измерения температуры тела больного. В промышленности и производстве эти устройства используются для измерения температуры в трубах и другом оборудовании, от которого зависит качество выпускаемой продукции.

Современные приборы могут иметь массу дополнительных полезных функций:

• энергосберегающий режим – при бездействии продолжительностью более 5-ти минут, прибор будет отключен, что позволит сэкономить потребление электроэнергии. Эта функция может быть отключена на определенное время, например, на сеанс работы с термометром.
• удержание результата, что измеряет термометр.
• вычисление относительной температуры (разница между первоначальным и текущим измерением).
• измерение минимального и максимального значение в серии измерений.
• вычисление среднего значения в серии измерений.

На нашем сайте вы можете прочитать, что такое термометр, подробное описание понравившегося товара и посмотреть его фотографии. Заказать товар в нашем интернет-магазине совсем просто: достаточно заполнить форму заказа и можете ожидать свое приобретение в течение нескольких дней.

Термометр – прибор для измерения температуры

Термометр – прибор для измерения температуры

В настоящее время трудно найти человека, который не слышал о таких приспособлениях как термометр, лабораторные весы или песочные часы и не смог бы объяснять, для чего они предназначены.

Если раньше широко употребляемым было слово градусник, которое ассоциировалось только с ртутным термометром, то в настоящее время рынок лабораторного оборудования и измерительных приборов настолько расширился, что к слову термометр присоединяют еще одно слово, определяющее его тип или принцип действия: молочный, технический, керосиновый, для воды, оконный, газовый, оптический, инфракрасный, термополоски. Разнообразие данного изделия можно найти практически в любой аптеке, но разобраться в них и выбрать наиболее подходящий достаточно непросто, так как каждая модель наряду со своими преимуществами обладает и рядом недостатков.

Определение и применение

Термометр – это прибор для измерения температуры тела, воды, почвы, воздуха и др.. Принцип действия основан на свойстве жидкости расширятся под действием тепла. В связи с тем, что прибор измерения температуры неприхотлив в использовании, он часто применяется как в технической области и лабораторной практике, так и в быту. На сегодняшний день существует большое количество разновидностей такого измерительного оборудования, отличающиеся по способу действия, но главной их задачей является измерение температуры.

Возникновение термометра

Многие ученые трудились над изобретением термометра. Однако основы современного измерения температуры заложил в 1592 г. Галилео Галилей. Конструкция его прибора была очень проста. Термоскоп-термометр показывал только изменение степени нагретости тела. А отсутствие шкалы делало его несовершенным из-за невозможности определить точное температурное значение. В начале XVIII века немецкий ученый Фаренгейт впервые изобрел современный измерительный прибор – ртутный термометр со стандартной шкалой. Позже Цельсий установил константы точки тающего льда и кипящей воды.

Виды термометров

Современный рынок лабораторного оборудования и приборов настолько велик, что перечислить и разобраться в них не так уж просто. Однако такое разнообразие помогает найти наиболее подходящий вариант термометра:

— жидкостный – самый распространенный вид, основанный на тепловом расширении химических реактивов (ртути, керосина, этилового спирта, пентана, толуола и т. д.). По сравнению с другими термометрами, ртутный имеет больше преимуществ, благодаря достоинствам используемого химического вещества. Он точно определяет температуру тела, долговечен, легко стерилизуется и имеет невысокую стоимость. Ртутный градусник (наиболее частое название) обладает наибольшей точностью определения температуры, погрешность которого составляет около 0,1 °C. Однако хрупкое лабораторное стекло и ядовитая начинка представляют опасность для человека при его неосторожном использовании;

— механический – аналогичен жидкостному по принципу действия и применяется для автоматического регулирования температуры и электрической сигнализации;

— электронный или цифровой – сконструирован на основе встроенного датчика, где данные выводятся на дисплей. Кром того, в таких моделях могут быть предусмотрены такие функции, как хранение в памяти последних результатов, подсветка, звуковые сигналы, сменная шкала «Цельсий-Фарентейт». Однако такой прибор имеет ряд серьезных недостатков: невозможность стерилизовать, высокая степень погрешности и немалая стоимость;

— инфракрасный (пирометр) представляет собой достаточно новую разновидность данного прибора. Измерения осуществляются благодаря наличию чувствительного элемента, способного считать данные инфракрасного излучения тела, результаты которого выводятся на дисплей. Определение температуры такими градусниками происходит в течение 2-15 секунд. Отсутствие непосредственного контакта с человеком – наибольшее преимущество данного вида, так как это позволяет измерять температуру в нестабильных ситуациях (спящим больным, капризным детям и т.д.).

Где купить качественные измерительные приборы для различных предназначений?

Термометр, как один из наиболее часто используемых приборов, следует покупать в аптеке или специализированном магазине, в таком, как например: online магазин химических реактивов Москва розница и опт «Прайм Кемикалс Групп». Он специализируется на продаже химических реактивов, лабораторного оборудования и приборов, лабораторной посуды из стекла и других материалов. Весь товар сертифицирован и соответствует ГОСТ стандартам. На нашем сайте можно купить весы лабораторные, аналитические весы, весы электронные лабораторные, термометр и ареометр цена которых самая приемлемая на современном фармацевтическом рынке.

“Prime Chemicals Group” – надежное оснащение европейского качества!

Термометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Термометр – это прибор, предназначенный для измерения температуры жидкостной, газообразной или твердой среды. Изобретателем первого устройства для измерения температуры является Галилео Галилей. Название прибора с греческого языка переводится как «измерять тепло». Первый прототип Галилея существенно отличался от современных. В более привычном виде устройство появилась спустя более чем через 200 лет, когда за изучение данного вопроса взялся шведский физик Цельсий. Он разработал систему измерения температуры, разделив термометр на шкалу от 0 до 100. В честь физика уровень температуры измеряются в градусах Цельсия.

Разновидности по принципу действия

Хотя с момента изобретения первых термометров прошло уже более через 400 лет, эти устройства до сих пор продолжают совершенствоваться. В связи с этим появляются все новые устройства, основанные на ранее не применяемых принципах действия.

Сейчас актуальными являются 7 разновидностей термометров:

• Жидкостные.
• Газовые.
• Механические.
• Электрические.
• Термоэлектрические.
• Волоконно-оптические.
• Инфракрасные.

Жидкостные

Термометры относятся к самым первым приборам. Они работают на принципе расширения жидкостей при изменении температуры. Когда жидкость нагревается – она расширяется, а когда охлаждается, то сжимается. Само устройство состоит из очень тонкой стеклянной колбы, заполненной жидким веществом. Колба прикладывается к вертикальной шкале, выполненной в виде линейки. Температура измеряемой среды равна делению на шкале, на которое указывает уровень жидкости в колбе. Эти устройства являются очень точными. Их погрешность редко составляет более 0,1 градуса. В различном исполнении жидкостные приборы способны измерять температуру до +600 градусов. Их недостаток в том, что при падении колба может разбиться.

Газовые

Работают точно так же как и жидкостные, только их колбы заполняются инертным газом. Благодаря тому, что в качестве наполнителя используется газ, увеличивается диапазон измерения. Такой термометр может показывать максимальную температуру в пределах от +271 до +1000 градусов. Данные приборы обычно применяются для снятия показания температуры различных горячих веществ.

Механический

Термометр работает по принципу деформации металлической спирали. Такие приборы оснащаются стрелкой. Они внешне немного напоминает стрелочные часы. Подобные устройства используется на панели приборов автомобилей и различной спецтехнике. Главное достоинство механических термометров в их прочности. Они не боятся встряски или ударов, как модели из стекла.

Электрические

Приборы работают по физическому принципу изменения уровня сопротивления проводника при различных температурах. Чем горячее металл, тем его сопротивляемость при передаче электрического тока выше. Диапазон чувствительности электротермометров зависит от металла, который использован в качестве проводника. Для меди он составляет от -50 до +180 градусов. Более дорогие модели на платине могут указывать на температуру от -200 до +750 градусов. Такие приборы применяются как датчики температуры на производстве и в лабораториях.

Термоэлектрический

Термометр имеет в своей конструкции 2 проводника, которые измеряют температуру по физическому принципу, так называемому эффекту Зеебека. Подобные приборы имеют широкий диапазон измерения от -100 до +2500 градусов. Точность термоэлектрических устройств составляет около 0,01 градуса. Их можно встретить в промышленном производстве, когда требуется измерение высоких температур свыше 1000 градусов.

Волоконно-оптические

Делаются из оптоволокна. Это очень чувствительные датчики, которые могут измерять температуру до +400 градусов. При этом их погрешность не превышает 0,1 градуса. В основе такого термометра лежит натянутое оптоволокно, которое при изменении температуры растягивается или сжимается. Проходящий сквозь него луч света преломляется, что фиксирует оптический датчик, сопоставляющий преломление с температурой окружающей среды.

Инфракрасный

Термометр, или пирометр, является одним из самых недавних изобретений. Они имеют верхний диапазон измерения от +100 до +3000 градусов. В отличие от предыдущих разновидности термометров, они снимают показания без непосредственного контакта с измеряемым веществом. Прибор посылает инфракрасный луч на измеряемую поверхность, и на небольшом экране отображает ее температуру. При этом точность может отличаться на несколько градусов. Подобные устройства применяются для измерения уровня нагрева металлических заготовок, которые находятся в горне, корпуса двигателя и пр. Инфракрасные термометры способны показать температуры открытого пламени. Подобные устройства применяются еще в десятках различных сфер.

Разновидности по предназначению

Термометры можно классифицировать на несколько групп:

• Медицинские.
• Бытовые для воздуха.
• Кухонные.
• Промышленные.

Медицинский термометр

Медицинские термометры обычно называют градусники. Они имеют низкий диапазон измерения. Это связано с тем, что температура тела живого человека не может составлять ниже +29,5 и выше +42 градусов.

В зависимости от исполнения медицинские градусники бывают:

• Стеклянные.
• Цифровые.
• Соска.
• Кнопка.
• Инфракрасный ушной.
• Инфракрасный лобный.

Стеклянные термометры являются первыми, которые начали применять для медицинских целей. Данные устройства универсальны. Обычно их колбы заполняются спиртом. Раньше для таких целей использовалась ртуть. Подобные устройства имеют один большой недостаток, а именно необходимости длительного ожидания для отображения реальной температуры тела. При подмышечном исполнении продолжительность ожидания составляет не менее 5 минут.

Цифровые термометры имеют небольшой экран, на который выводится температура тела. Они способны показать точные данные спустя 30-60 секунд с момента начала измерения. Когда градусник получает конечную температуру, он создает звуковой сигнал, после которого его можно снимать. Данные приборы могут работать с погрешностью, если не очень плотно прилегают к телу. Существуют дешевые модели электронных термометров, которые снимают показания не менее долго, чем стеклянные. При этом они не создают звуковой сигнал об окончании измерения.

Термометры соски сделаны специально для маленьких детей. Устройство представляет собой соску-пустышку, которая вставляется в рот младенца. Обычно такие модели после завершения измерения подают музыкальный сигнал. Точность устройств составляет 0,1 градуса. В том случае если малыш начинает дышать через рот или плакать, отклонение от реальной температуры может быть существенным. Продолжительность измерения составляет 3-5 минут.

Термометры кнопки применяются тоже для детей возрастом до трех лет. По форме такие приборы напоминают канцелярскую кнопку, которая размещается ректально.  Данные устройства снимают показания быстро, но имеют низкую точность.

Инфракрасный ушной термометр считывает температуру из барабанной перепонки. Такое устройство способно снять измерения всего за 2-4 секунды. Оно также оснащается цифровым дисплеем и работает на батарейках. Данное устройство имеет подсветку для облегчения введения в ушной проход. Приборы подходят для измерения температуры у детей старше 3 лет и взрослых, поскольку у младенцев слишком тонкий ушной канал, в который наконечник термометра не проходит.

Инфракрасные лобные термометры просто прикладываются ко лбу. Они работают по такому же принципу, как и ушные. Одно из преимуществ таких устройств в том, что они могут действовать и бесконтактно на расстоянии 2,5 см от кожи. Таким образом, с их помощью можно измерить температуру тела ребенка не разбудив его. Скорость работы лобных термометров составляет несколько секунд.

Бытовые для воздуха

Для измерения температуры воздуха на улице или в помещении применяются бытовые термометры. Они, как правило, выполнены в стеклянном варианте и заполнены спиртом или ртутью. Обычно диапазон их измерения в уличном исполнении составляет от -50 до +50 градусов, а в комнатном от 0 до +50 градусов. Подобные приборы часто можно встретить в виде украшений для интерьера или магнита на холодильник.

Кухонные

Кухонные термометры предназначены для измерения температуры различных блюд и ингредиентов. Они могут быть механическими, электрическими или жидкостными. Их применяют в тех случаях, когда необходимо строго контролировать температуру по рецепту, к примеру, при приготовлении карамели. Обычно подобные устройства идут в комплекте с герметичным тубусом для хранения.

Промышленные

Промышленные термометры предназначены для измерения температуры в различных системах. Обычно они представляют собой приборы механического типа со стрелкой. Их можно увидеть в магистралях водяного и газового снабжения. Промышленные модели бывают электрические, инфракрасные, механические и пр. Они имеют самое большое разнообразие форм, размеров и диапазонов измерения.

Похожие темы:

Приборы для измерения температуры — виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Термометры метеорологические

Термометры метеорологические

В прошлой статье Вы познакомились с работой метеорологических станций. Далее речь пойдет о средствах, с помощью которых ведутся наблюдения за погодой.

В этом параграфе мы рассмотрим один из основных приборов, который используется на всех типах метеостанций и метеопостов. Кроме того, этот прибор есть в каждом доме. Как Вы уже, наверное, догадались, речь пойдет о термометрах.

На сегодняшний день существует множество разновидностей термометров. Они различаются по механизму и диапазону измерения температуры, строению, рабочим жидкостям, областям применение и др. Но, пожалуй, самыми распространенными являются жидкостные термометры. Они измеряют температуру, как воздуха, так и почвы (снега). Кроме того, с помощью них измеряют влажность воздуха и его характеристики (парциальное давление водяного пара, дефицит насыщения, температуру точки росы). Но обо всем по порядку.

Принцип работы термометра основан на свойстве жидкости изменять свой объем под влияние нагревания или охлаждения. В современных термометрах основными рабочими жидкостями являются спирт и ртуть. Из-за разных свойств, их используют в разных диапазонах температур. Так, спиртовые термометры лучше работают при низких температурах, а ртутные – при высоких.

Термометр ТМ-4

Для измерения температуры воздуха на метеостанциях и постах применяется метеорологический психрометрический термометр, имеющий маркировку ТМ-4. Его конструкция сравнительно проста: в защитной стеклянной оболочке находятся резервуар с ртутью, из которого выводится капилляр, прикрепленный к шкале. Как правило шкалы имеют цену деления равную 0,2°С. Отличительной особенностью ТМ4 является резервуар шарообразной формы. Верхний предел измеряемой температуры колеблется от +41°С до +50°С, а нижний — от -31°С до -35°С.

Термометр ТМ-4 психрометрический

Термометр ТМ-4 не зря имеет прибавку «психрометрический». С его помощью можно измерять влажность воздуха. Как же это сделать? – Все просто. Необходимо взять два одинаковых термометра ТМ-4 (это нужно для более точных измерений): один из них обернуть батистом (специальной тканью), который перед измерениями будет смачиваться дистиллированной водой. Таким образом, получаем так называемые сухой и смоченный термометры, которые называются психрометрической парой или станционным психрометром.

Принцип действия психрометра основан на измерении равновесной температуры смоченного термометра. То есть такой температуры, при которой тепло, затрачиваемое на испарение воды с поверхности резервуара смоченного термометра равно притоку тепла к резервуару из воздуха и по телу термометра. Для каждого значения влажности она своя.

Само значение влажности и ее характеристики можно вычислять по формулам, или воспользоваться готовыми результатами расчета, используя показания сухого и смоченного термометров. Они все сведены в сборник, называемый «Психрометрические таблицы».

Фрагмент психрометрической таблицы

Минимальный термометр ТМ-2

Предназначен для измерения минимальной температуры воздуха и почвы между сроками наблюдений. Диапазон измеряемых температур находится в пределах от -70 до +40°С.

Минимальный термометр ТМ-2

Это спиртовой термометр, в капилляре которого в столбике спирта находится стеклянный штифт с головками на концах. По положению штифта и определяется минимальная температура между сроками. Минимальный термометр ТМ-2 при измерении устанавливается горизонтально, а конец штифта (головка) подводится к краю спирта в капилляре. При исправном состоянии термометра штифт не должен выходить из спирта. При понижении температуры столбик укорачивается, поверхностная пленка спирта приходит в соприкосновение с головкой штифта и увлекает его в сторону уменьшения показаний. Когда же вследствие повышения температуры столбик спирта удлиняется, штифт остается на месте. Следовательно, при горизонтальном положении термометра тот конец штифта, который находится ближе к поверхности столбика спирта, показывает самую низкую температуру со времени последней установки штифта.

Максимальный термометр ТМ-1

Измеряет максимальную температуру от -35 до +70°С между сроками. Способность измерять максимальную температуру обусловлена особенностью строения резервуара термометра. В его дно впаян узкий конический стеклянный штифт. Конец штифта входит в начало капилляра, сужая его поперечное сечении, что затрудняет в этом месте свободный проход ртути при изменении температуры.

Максимальный термометр ТМ-1

При повышении температуры ртуть вытесняется в капилляр с достаточным для преодоления этого сужения усилием. При понижении же температуры сил внутреннего сцепления ртути недостаточно для преодоления повышенного трения в месте сужения отверстия капилляра, ртутный столбик мгновенно разрывается на две части — одна быстро уходит в резервуар, а вторая часть остается в капилляре, заполняя его от деления, при котором началось понижение температуры, до места обрыва. Таким образом, максимальный термометр фиксирует наибольшее значение температуры между сроками наблюдений. Для того чтобы оторвавшийся столбик ртути соединить с той частью, которая находится в резервуаре, термометр следует энергично встряхнуть, держа его в руке резервуаром вниз.

Измерение температуры почвы

Для агрометеорологов важно знать не только температуру на поверхности почвы, но и на глубине. Одним из средств, для измерения «глубинной температуры» являются коленчатые термометры Савинова. Они представляют собой комплект из четырех стеклянных ртутных термометров с цилиндрическими резервуарами, концы которых округлены. От всех термометров их отличает наличие изгиба, отстоящем от резервуара на 2 – 3 см. Величина изгиба равна 135°. Это позволяет устанавливать термометры в почве так, чтобы резервуар и часть термометра до изгиба находились в горизонтальном положении под слоем почвы, а часть термометра со шкалой располагалась над почвой. Каждый термометр имеет шкалу только в той части термометра, которая располагается над почвой и доступна для отсчетов. Ниже шкалы оболочка термометра заполнена ватой и сургучными прослойками. Данными термометрами измеряется температура почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см.

Коленчатые термометры Савинова

Пожалуй, самым громоздким средством измерения температуры являются вытяжные почвенно-глубинные термометры. Они измеряют температуру почвы на глубинах 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.4 и 3.2 м.

Сам по себе термометр практически ни чем не отличается от обычных: стеклянный ртутный термометр с цилиндрическим резервуаром и стеклянной шкалой. Он помещается в специальную оправу с металлическим наконечником. Для лучшего теплового контакта пространство между резервуаром термометра и стенками металлического наконечника заполняется медными или латунными опилками.

Почвенно-глубинные термометры

Большую часть установки занимает деревянный стержень, к которому крепится термометр в оправе. На другом конце стержня закреплен металлический колпачок с кольцом. Внутри колпачка имеется фетровая (или войлочная) кольцевая прокладка. Для уменьшения обмена воздуха внутри трубы на стержне также укрепляются плотные фетровые (войлочные) кольца.

Чтобы было возможно измерять температуру, предварительно вкапывают эбонитовую или винифлексовую трубу на нужную глубину. Затем вставляют в нее стержень с термометром. Наконечник оправы касается нижнего конца трубы, а колпачок, плотно закрывает верхний срез трубы. В срок наблюдения наблюдатель вытягивает термометр из трубы и снимает показания. Отсюда и название: вытяжные термометры.

Похожие темы:

Профессия метеоролог

Метеорологические наблюдения

Метеорологическая площадка

Рассмотрим что такое термометр — определение термина и для чего нужен термометр

Это прибор, призванный точно измерять температуру воды, почвы, воздуха, человеческого тела, продуктов и так далее. Прибор, отдаленно напоминающий современный термометр, изобрел Галилео Галилей в 1592 году. Изобретателем ртутного градусника стал Фаренгейт, затем прибор доработал Цельсий.

В сегодняшнем виде термометр – незаменимый помощник, который используется в различных сферах деятельности человека.

Виды термометров

1. Жидкостный.
2. Манометрический.
3. Прибор, действующий по принципу сопротивления.
4. Термоэлектрический.
5. Электронный.
6. Электроконтактный.
7. Цифровой.
8. Конденсационный.
9. Газовый.

Также встречаются приборы для измерения температуры:

1. Биметаллические.
2. Кварцевые изделия.

Рассмотрим, в чем заключается их принцип действия.

Жидкостный — обычный стеклянный термометр, применяется в быту, технических отраслях. Схема работы заключается в следующем: когда изменяется температура, жидкость расширяется и поднимается, при уменьшении — опускается вниз. В приборе используется ртуть или спиртосодержащие вещества.

Манометрический. В принцип его работы заложено изменение жидкости в замкнутом пространстве при колебаниях температуры. Прибор может работать в диапазоне -60 до +600 градусов, используется во взрывоопасных помещениях.

Термометр сопротивления. В основе его работы заложен принцип свойств тел менять электросопротивление с параллельным изменением температуры. Существуют термометры полупроводниковые и металлические.

Термоэлектрический прибор. На его работу влияет материал изготовления. При снятии показаний необходимо делать небольшую поправку.

Электронный — может измерять температуру на расстоянии. Показания можно снимать с дистанции в несколько сотен метров. Термочувствительный датчик и лазерный индикатор устанавливаются в отдельных помещениях.

Электроконтактный прибор — сигнализирующие устройства, реагирующие на изменения температуры, работают от -35 до +300 градусов, используются в промышленных, энергетических, лабораторных установках.

Цифровое оборудование — наиболее точные измерители. Параметры аппарата напрямую зависят от используемых датчиков. Конденсационные аппараты — обладают высокой чувствительностью, работают по принципу упругости насыщенных паров низкокипящей жидкости от нуля градусов.

Газовая конструкция. В данном варианте работает принцип зависимости между температурой и давлением термометрического вещества.

Биметаллический вариант. Его работа состоит в разнице теплового расширения веществ. Приборы используются на морских и речных судах и атомных электростанциях.

Кварцевые измерители корректно работают при температуре не выше 100 градусов.

Читайте также: использование градусника без ртути. плюсы и минусы.

Для чего нужен термометр

Без него не обходится ни одна семья, им можно измерять не только температуру тела, он также используется для воды, почвы. Температуру воздуха за окном измеряют уличным градусником.

Существуют измерители для мяса. Для хранения элитных продуктов важно поддерживать определенный температурный режим. Для этих целей используют специальный винный градусник.

Нюансы детских термометров

Градусник для измерения температуры в ротовой полости.

Для детей, в том числе самых маленьких, разработаны термометры в виде сосок, ушные инфракрасные измерители.

Виды детских термометров

Традиционными считаются ртутные и электронные приборы.

Особенности ртутных градусников, предназначенных для детей

Особенности электронных градусников, предназначенных для детей

Особенности инфракрасных градусников для детей.

Виды бытовых инфракрасных градусников

Что делать, если разбился градусник?

Если прибор разбился, а токсичное вещество, которым является ртуть, оказалось на полу комнаты, необходимо:

1. Незамедлительно проветрить помещение, открыв окна.
2. Покинуть опасное помещение.
3. Для локализации очага, необходимо плотно закрыть двери в помещении.
4. На входе нужно постелить смоченную марганцовкой влажную тряпочку.
5. Вызвать специалистов для уборки ртути.

Ртуть в квартире должны собирать специалисты.

Нельзя собирать ртуть, оказавшуюся на полу, самостоятельно. Поручите этот процесс специалистам.

Рекомендации по приобретению

Покупать термометр лучше в специализированных магазинах или аптеках. Он должен выдаваться в специальном контейнере, целостность его нужно проверить тут же. Обязательно наличие сертификата. При оплате нужно потребовать чек.

Храните градусник в недоступном для детей месте, не оставляйте их одних при измерении температуры тела.

Как выбрать термометр и правильно измерить температуру

Медицинский термометр должен быть максимально точным, надежным и удобным в использовании. Для того чтобы получить корректные результаты измерения, нужно соблюдать ряд правил. Давайте обратимся к специалистам за советами о том, как правильно выбрать подходящий термометр и снять показания температуры.

Разновидности медицинских термометров

Ртутные. Конструктивно ртутный термометр представляет собой колбу из стекла, внутри которой располагается содержащий ртуть капилляр. Под влиянием температуры ртутный столбик поднимается. Потребители ценят эту модель за высокую точность показаний, долговечность, экономичность и разнообразие способов измерения.

Цифровые. Принцип их работы основан на действии встроенного датчика, который реагирует на температуру и отображает результаты измерения на дисплее. По показателям точности цифровой термометр ничем не уступает ртутному, при условии соблюдения инструкций производителя, а результат выдает быстрее.

Инфракрасные. Инфракрасный термометр — это измерительный прибор последнего поколения. В нем чувствительный элемент регистрирует показатели инфракрасного излучения человеческого тела и переводит их в единицы измерения температуры. Данная категория приборов подразделяется на несколько подвидов: в зависимости от своих предпочтений покупатель может приобрести бесконтактный, лобный или ушной инфракрасный термометр.

Одноразовые полоски. Входящие в состав данных видов термометров кристаллы под воздействием тепла меняют цвет и тем самым сигнализируют о повышении температуры тела. Точными такие приборы не назовешь, однако они удобны в дороге, поскольку не занимают места и не требуют соблюдения каких-либо специфических условий транспортировки.

Преимущества цифровых и инфракрасных термометров

• Функциональность. Большинство представленных на рынке инфракрасных и цифровых термометров оснащены опциями автоотключения, подсветки, запоминания последних показателей и т.д.
• Высокая скорость измерения — от 5 секунд до 1 минуты.
• Простота и безопасность использования, что позволяет применять их для измерения температуры у детей.
• Разнообразие моделей, можно подобрать наиболее подходящий вариант, в зависимости от набора функций и т.д.

Методы измерения температуры тела

Аксиллярное. Для того чтобы произвести измерение температуры, необходимо протереть сухой тканью подмышечную впадину и поместить в нее наконечник прибора. Рука должна быть плотно прижата к телу на протяжении всего времени снятия показаний.

Оральное. Наконечник измерительного прибора должен быть расположен под языком, справа или слева от уздечки. Рот в процессе измерения необходимо держать закрытым.

Ректальное. Наконечник термометра необходимо обработать водорастворимым гигиеничным средством и вставить в прямую кишку на глубину приблизительно 1 см.

Общие правила измерения температуры

• Безусловно, разные виды термометров обеспечивают различную точность показателей. Однако для того чтобы свести погрешность к минимуму, необходимо соблюдать ряд правил в ходе измерений:
• При оральном измерении температуры следует воздержаться от курения, употребления горячих или холодных напитков и пищи минимум за 5 минут до снятия показаний.
• Аксиллярное измерение будет неточным, если непосредственно перед ним принять горячие или холодные водные процедуры.
• При аксиллярном измерении подмышка не должна быть вспотевшей.
• Необходимо обеспечить плотное прилегание термометра к телу в подмышечной впадине.
• Время измерения должно соответствовать инструкции производителя. Ориентироваться нужно в первую очередь на него, а не на звуковой сигнал прибора.
• В процессе измерений не следует двигаться и разговаривать.

Также непременно соблюдайте правила хранения и эксплуатации термометров: не позволяйте детям грызть наконечник прибора, берегите его от механических повреждений, воздействия пыли, влаги и УФ-лучей.

Инструкция по измерению температуры ребенку

Снять показания температуры у ребенка можно различными способами и с помощью разных приборов. Однако помните золотое правило: любыми термометрами ребенок должен пользоваться только под присмотром взрослых.

Для измерения температуры аксиллярным способом:

• Уложите малыша на спинку или усадите на колени (если ребенок уже умеет сидеть).
• Поместите наконечник градусника под мышку, прижмите руку ребенка плотно к телу и удерживайте ее до окончания измерения.

Ректальное измерение производится следующим образом:

• Уложите ребенка на спинку и немного приподнимите согнутые в коленях ножки.
• Введите градусник, предварительно смазанный подходящим средством, на глубину 2 см в прямую кишку.
• Окончив измерение, бережно выньте термометр.

Также можно снять показатели температуры через ушко:

• Оттяните мочку ушка малыша назад и немного наверх.
• Вставьте зонд ушной модели термометра в ушной канал и измерьте температуру.
• Оттянув мочку ушка так же, как было описано выше, осторожно извлеките прибор.

Детям от 4 лет подойдет оральный способ измерения с помощью цифрового термометра. Разумеется, от ребенка потребуется содействие. Однако при заложенности носа и кашле малышу будет сложно держать рот закрытым на протяжении всего времени измерения. А для совсем маленьких детей существуют термометры-соски.

Что такое «нормальная температура»

Эталоном нормальной температуры принято считать показатель 36,6 градусов. Однако на самом деле небольшие отклонения тоже укладываются в понятие нормы. Как правило, температура тела человека вечером немного повышается. Кроме того, на нее влияет употребление горячих или холодных напитков и пищи, движения и т.д. Также показатели температуры зависят от выбранного способа измерения. Например, при измерении температуры аксиллярным способом нормальные показатели варьируются в диапазоне от 35,2 до 36,8 градусов; при оральном методе — от 35,7 до 37,3; при ректальном — от 36,2 до 37,7.

Несмотря на разнообразие модельного ряда термометров, современные медицинские учреждения отдают предпочтение цифровым и инфракрасным измерительным приборам. Наиболее популярными среди производителей данных видов термометров являются Nordita и Rudolf Riester.

Наш интернет-магазин осуществляет продажу медицинского оборудования и инструментов, в том числе термометров, от ведущих мировых брендов. Для того чтобы оформить покупку, звоните по телефону

+7 (495) 210-79-36

или отправляйте запрос на электронный адрес [email protected].

 

термометр | Национальное географическое общество

Шкала Цельсия является частью метрической системы. Метрическая система измерения также включает единицы массы, например килограммы, и единицы длины, например километры. Метрическая система, включая градусы Цельсия, является официальной системой измерения почти для всех стран мира. В большинстве научных областей температура измеряется по шкале Цельсия. Ноль градусов Цельсия — это точка замерзания воды, а 100 градусов Цельсия — это точка кипения воды.

Три страны не используют шкалу Цельсия. В США, Бирме и Либерии для измерения температуры используется шкала Фаренгейта. Однако даже в этих странах ученые используют шкалу Цельсия или Кельвина для измерения температуры. Вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту и закипает при 212 градусах по Фаренгейту.

Шкала Кельвина используется физиками и другими учеными, которым необходимо регистрировать очень точные температуры. Шкала Кельвина — единственная единица измерения, которая включает температуру для «абсолютного нуля», полного отсутствия какой-либо тепловой энергии.Это делает шкалу Кельвина незаменимой для ученых, которые рассчитывают температуру объектов в холодных районах космического пространства. Вода замерзает при 273 кельвинах и закипает при 373 кельвинах. Мы не считываем температуру наружного воздуха по шкале Кельвина, потому что здесь используются такие большие числа — день с температурой 75 градусов по Фаренгейту будет читаться как 297 кельвинов!

Типы термометров

Жидкостные термометры

Жидкость расширяется с регулярной измеримой скоростью при нагревании.По этой причине обычный термометр содержит жидкость в узкой стеклянной трубке. Ртуть — один из наиболее известных материалов, используемых в жидкостных термометрах. Другие жидкости, такие как керосин или этанол, также могут использоваться в термометрах этих типов.

При повышении температуры жидкость расширяется из чаши или груши в пустое пространство, поднимаясь по трубке. Когда температура падает, жидкость сжимается и снова опускается. Жидкостные термометры часто включают температурные шкалы Цельсия и Фаренгейта, которые отображаются с обеих сторон трубки.

Максимальный термометр — это знакомый тип жидкостного термометра. В максимальном термометре жидкость выталкивается вверх по стеклянной трубке, но не может легко упасть при понижении температуры. Максимальную температуру в течение установленного периода времени можно наблюдать после удаления термометра из окружающей среды. Максимальные термометры обычно используются для измерения температуры тела человека.

Жидкостные термометры могут быть ограничены типом используемой жидкости.Например, Меркурий становится твердым при -38,83 градуса Цельсия (-37,89 градуса Фаренгейта). Ртутные термометры не могут измерять температуру ниже этой точки. Спирты, такие как этанол, кипят при температуре около 78 градусов по Цельсию (172 градуса по Фаренгейту). Их нельзя использовать для измерения температуры выше этой точки.

Электронные термометры

Ртутные и другие жидкостные термометры нельзя использовать для измерения температуры в градусах Кельвина. Термометры Кельвина обычно представляют собой электрические устройства, которые могут регистрировать крошечные изменения излучения.Эти изменения не будут видны и могут не изменить давление воздуха настолько, чтобы повысить уровень ртути в жидкостном термометре.

Прочие термометры

Сегодня специализированные термометры используются для самых разных целей. Например, криометр измеряет очень низкие температуры. Криометры используются для измерения температуры в космосе. Пирометры используются для измерения очень высоких температур. В сталелитейной промышленности пирометры используются для измерения температуры железа и других металлов.

Например, астрономы используют инфракрасные термометры для измерения температуры в космосе. Инфракрасные термометры обнаруживают инфракрасное излучение на больших расстояниях и соотносят его с определенной температурой поверхности. В 1965 году инфракрасный термометр обнаружил излучение с температурой 3 кельвина (-270 градусов по Цельсию / -454 градусов по Фаренгейту) во всех направлениях в космосе. Астрономы пришли к выводу, что это очень холодное излучение, вероятно, было слабым остатком Большого взрыва — расширения Вселенной из одной точки, которое началось примерно 13 лет назад.82 миллиарда лет назад.

Спортивные тренеры используют термометры в виде таблеток для предотвращения и лечения тепловых заболеваний, таких как тепловой удар. После проглатывания таблеточный термометр передает информацию о внутренней температуре тела в течение 18–30 часов. В таблеточных термометрах используются жидкие кристаллы для отслеживания изменений температуры тела и передачи радиоволн к источнику за пределами тела, который записывает и отображает эти данные.

Исследователи из Гарвардского университета разработали нанотермометр, который может измерять колебания температуры внутри одной живой клетки.Используя нанопроволочную «иглу», исследователи вводят нанокристаллы углерода внутрь клетки. Эти кристаллы имеют длину менее 5 нанометров (лист бумаги имеет толщину 100 000 нанометров) и обнаруживают невероятно малые колебания температуры. Ученые сейчас разрабатывают нанокристаллические технологии, которые могут изменять температуру клеток. Эти технологии в конечном итоге могут быть использованы в лечебных целях, которые вызывают перегрев и убивают рак на клеточном уровне.

Как термометр показывает температуру?

Термометр измеряет температуру через стеклянная трубка, запечатанная ртутью, которая расширяется или сжимается при температура повышается или понижается.

Крошечный размер колбы и тончайший размер трубки помогают ртуть достигает температуры, которую измеряет очень быстро.

Лампы термометров следуют простому принцип, согласно которому жидкости изменяют свой объем относительно своего температура. При повышении температуры наполненная ртутью колба расширяется. в капиллярную трубку. Его скорость расширение калибруется на стекле шкала. На термометрах можно найти две разные шкалы — шкалу Фаренгейта и шкалу Цельсия.

По шкале Фаренгейта Даниэль Фаренгейт решил, что точки замерзания и кипения воды будут разделены на 180 градусов, и он привязал замерзшую воду к 32 градуса. Он сделал градусник, воткнул его в ледяную воду, и обозначил уровень ртути на стекле как 32 градуса. потом тот же градусник воткнул в кипяток и пометил 212 градусов. Затем он поставил 180 одинаковых отметок между этими двумя точки.

По шкале Цельсия Андерс Цельсий решил, что замораживание и точки кипения воды будут разделены на 100 градусов, и он сделал точку замерзания воды на уровне 100 градусов.

Колбы термометры чаще всего встречаются в двух местах — на улице. на наших подъездах, измеряя температуру снаружи или под нашим языки, измеряющие температуру нашего тела.

С возрастом технологии пришли и другие типы термометры.У каждого типа термометра свой отличительные средства измерения или контроля температуры. Для например, биметаллические ленточные термометры чрезвычайно эффективны для контроля температуры. Хотя лампочка термометры хороши для точного измерения температуры, они сложнее поддерживать заданную температуру.

В то время как термометры с шариковой головкой измеряют наши изменения температуры, лихорадочно, биметаллические полосковые термометры помогают нам испечь наши любимые пирожные, поддерживая заданную температуру в духовке.В биметаллический ленточный термометр, потому что он металлический, хорош при поддержании одной и той же температуры в течение длительного периода времени.

Последние технологии создали новые способы измерения температуры с электроникой. Наиболее распространенное устройство известно как Термистор . Этот датчик меняет свое сопротивление при изменении по температуре. Компьютер или другая электронная схема измеряет сопротивление и преобразует его в температуру, либо для отображения, либо для принятия решения о включении чего-либо или выкл.

Как работают термометры | Сравниваемые типы термометров

Как работают термометры | Типы сравниваемых термометров

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 декабря 2020 г.

Тебе сегодня жарко, или это только мне? И как мы могу сказать? Если я скажу, что сегодня жарче, чем вчера, и вы не согласны, как мы можем разрешить спор? Один простой способ — измерить температуру с помощью градусника в оба дня и сравните показания.Термометры — это простые научные инструменты, основанные на идее, что металлы изменяются. их поведение очень точное по мере того, как они нагреваются (получают больше тепловой энергии). Давайте подробнее рассмотрим, как работают эти удобные гаджеты.

Фото: Вот это я называю холодом! Этот круговой (стрелочный) термометр показывает температуру внутри моей морозильной камеры: около -30 ° C (внутренняя шкала) или -25 ° F (внешняя шкала). Это точно такая же температура, но измеряется двумя немного разными способами.

Термометры жидкостные

Фотография: Этот термометр содержит красную жидкость на спиртовой основе и имеет шкалу Цельсия (слева) и шкалу Фаренгейта (справа).Текущая температура составляет около 22 ° C или около 72 ° F. Шкала Фахенгейта названа в честь немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736), который сделал первый ртутный термометр в начале 18 века. Шкала Цельсия названа в честь разработавшего ее шведского ученого Андерса Цельсия (1701–1744).

Самые простые термометры действительно просты! Они просто очень тонкие стеклянные пробирки, наполненные небольшим количеством серебристой жидкости (обычно ртуть — довольно специальный металл, жидкий при обычных, повседневных температурах).Когда ртуть нагревается, она расширяется (увеличивается в размерах) на величину это напрямую связано с температурой. Так что если температура увеличивается на 20 градусов, ртуть расширяется и поднимается по шкале вдвое больше, чем если бы повышение температуры всего на 10 градусов. Все, что нам нужно сделать, это отметить шкалу на стекле, и мы сможем легко определить температуру.

Как определить масштаб? Делаем градусы Цельсия (по Цельсию) термометр — это просто, потому что он основан на температуре льда и кипяток.Они называются двумя неподвижными точками. Мы знайте, что лед имеет температуру, близкую к 0 ° C, а вода кипит при 100 ° C. Если мы окунем термометр в лед, то увидим, где уровень ртути достигает и отмечает самую низкую точку на нашей шкале, которая будет примерно 0 ° C. Аналогично, если мы окунем термометр в кипятка, подождем, пока поднимется ртуть, а затем сделаем отметка, эквивалентная 100 ° C. Все, что нам нужно сделать, это разделить шкала между этими двумя фиксированными точками на 100 равных шагов («санти-градус» означает 100 делений) и, привет, у нас есть рабочий градусник!

Фото: Спиртовые термометры.Как вы можете видеть по красным линиям рядом с их шкалами, эти исторические термометры Dr Pepper от Dublin Bottling Works и W.P. Музей Клостера в Дублине, штат Техас, также содержит алкоголь. Фото Кэрол М. Хайсмит. Предоставлено: Коллекция фотографий Лиды Хилл Техас в американском проекте Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Ртуть или алкоголь?

Не во всех жидкостных термометрах используется ртуть. Если линия, которую вы видите на своем градуснике, красный, а не серебристый, как на картинке, ваш термометр наполненный жидкостью на спиртовой основе (например, этанолом).Какая разница? Ртуть токсична, хотя совершенно безопасно, если он запечатан внутри термометра. Однако если стеклянная трубка ртутного термометра происходит разрушение, что потенциально подвергает вас воздействию ядовитой жидкости внутри него. По этой причине спиртовые термометры обычно безопаснее, и они могут также может использоваться для измерения более низких температур (поскольку спирт имеет более низкую точку замерзания чем ртуть; это около -114 ° C или -170 ° F для чистого этанола по сравнению с примерно -40 ° C или -40 ° F для ртути).

Термометры циферблатные

Однако не все термометры работают таким образом. Тот, что показан в нашем На верхнем фото есть металлический указатель, который перемещается вверх и вниз по круговой шкала. Откройте один из этих термометров, и вы увидите указатель монтируется на свернутом в спираль куске металла, называемом биметаллической полосой, который предназначен для расширения и изгиба при становится горячее (см. нашу статью о термостатах, чтобы узнать, как это работает). Чем выше температура, тем больше расширяется биметаллическая полоса и тем сильнее она толкает указатель вверх по шкале.

Изображение: Как работает циферблатный термометр: это механизм, который приводит в действие типичный циферблатный термометр, проиллюстрированный в патенте Чарльза В. Патнэма от 1905 года. Вверху мы видим обычную стрелку и циферблат. Нижнее изображение показывает, что происходит вокруг спины. Биметаллическая полоска (желтого цвета) плотно свернута и прикреплена как к корпусу термометра, так и к стрелке. Он состоит из двух соединенных вместе разных металлов, которые при нагревании расширяются в разной степени.При изменении температуры биметаллическая полоса изгибается более или менее сильно (сжимается или расширяется), а прикрепленный к ней указатель перемещается вверх или вниз по шкале. Произведение искусства из патента США 798 211: термометр любезно предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.

Фото: Вот свернутая в спираль биметаллическая полоса настоящего циферблатного термометра (термометр морозильной камеры на нашем верхнем фото). Легко увидеть, как это работает: если повернуть стрелку рукой в ​​сторону более низких температур, спиральная полоска затянется; поверните указатель в другую сторону, и полоска ослабнет.

Термометры электронные

Одна проблема с ртутными и циферблатными термометрами заключается в том, что они при этом реагировать на перепады температуры. Электронный У термометров такой проблемы нет: вы просто касаетесь зондом термометра объект, температуру которого вы хотите измерить, и цифровой дисплей дает (почти) мгновенное считывание температуры.

Фото: Электронный медицинский термометр 2010 г. Ставите металлический зонд. у вас во рту или где-то еще на вашем теле, и считайте температуру на ЖК-дисплее.

Электронные термометры работают совершенно иначе, чем механические, использующие ртутные линии или вращающиеся указатели. Они основаны на идее, что сопротивление куска металла (легкость, с которой течет электричество через него) изменяется при изменении температуры. По мере того, как металлы становятся горячее, атомы внутри вибрируют сильнее по ним, электричеству труднее течь, и сопротивление возрастает. Точно так же, когда металлы остывают, электроны движутся более свободно, и сопротивление идет вниз.(При температурах, близких к абсолютному нулю, минимальной теоретически возможной температуре -273,15 ° C или -459,67 ° F, сопротивление полностью исчезает в результате явления, называемого сверхпроводимость.)

Электронный термометр работает, подавая напряжение на металлический зонд и измерение силы тока, протекающего через него. Если вы опускаете зонд в кипящую воду, тепло воды делает электричество проходит через зонд с меньшей легкостью, поэтому сопротивление на точно измеримую величину. Микрочип внутри термометра измеряет сопротивление и преобразует его в измерение температуры.

Фото: Термометр электрического сопротивления 1912 года: Этот пример термометра сопротивления мостового типа был построен Лидсом и Нортрупом. и используется для измерения температуры в Национальном бюро стандартов США. (ныне NIST) в начале 20 века. Несмотря на его коренастый и неуклюжий вид, его точность составляет 0,0001 градус. Фото любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий цифровых коллекций, Гейтерсбург, Мэриленд 20899.

Основным преимуществом таких термометров является то, что они могут мгновенное считывание в любой температурной шкале например, по Цельсию, по Фаренгейту или как там.Но один из их недостатков в том, что они измеряют температуру от от момента к моменту, поэтому цифры, которые они показывают, могут довольно сильно колебаться резко, иногда затрудняя получение точных показаний.

В прецизионных электрических термометрах, известных как термометры сопротивления, используются четыре резистора, расположенных по ромбовидной схеме, называемой мостом Уитстона. Если три резистора имеют известные значения, сопротивление четвертого легко рассчитать. Если четвертый резистор выполнен в виде датчика температуры, такую ​​схему можно использовать как очень точный термометр: вычисляя его сопротивление (по его напряжению и току) позволяет нам рассчитать его температуру.

Измерение экстремальных температур

Если вы хотите измерить что-то слишком горячее или холодное для обычного термометра. ручка, понадобится термопара: хитрый прибор который измеряет температуру путем измерения электричества. И если вы не можете подойти достаточно близко, чтобы использовать даже термопару, можно попробовать пирометр, своего рода термометр, который определяет температуру объекта по электромагнитное излучение, которое он испускает.

Что такое температурная шкала?

Фото: Температурные шкалы линейны: определенное повышение температуры всегда перемещает вас на одно и то же расстояние вверх по шкале.Это не означает, что термометры должны быть прямыми, как линейки: это означает, что каждое деление температурной шкалы занимает точно такое же пространство (или, если хотите, ртутный, стрелочный или другой индикатор температуры должен двигайтесь так далеко, чтобы обозначать каждое новое деление при повышении или понижении температуры). Этот циферблатный термометр от газового котла показывает температуру вашего центрального отопления в градусах Цельсия с помощью круговой (но все же линейной) шкалы.

Для термометра не обязательно должны быть нанесены шкала или цифры.Представьте себе, если вы были на необитаемом острове и наткнулись на старый градусник на песке с шкала и цифры стерлись, но в остальном работает нормально. Вы все еще можете использовать это получить представление о температурах. Вы могли бы использовать это очень грубо, чтобы сказать такие вещи, как: «Уровень ртути примерно на полпути, что выше, чем он был вчера, поэтому сегодня должно быть жарче».

Лучше всего поставить свою шкалу на термометр. Во-первых, вам нужно найти что-то действительно холодное (например, кусок льда), поместите термометр на нем и поцарапайте стекло, чтобы отметить уровень ртути.Тогда ты мог бы сделать то же самое чем-нибудь горячим (кипятком) и еще раз отметьте уровень ртути. Мы называем это два опорных уровня температуры фиксированных точек. Чтобы сделать шкалу термометра, все, что нам нужно сделать, это разделить расстояние между двумя фиксированные точки на множество секций одинаковой длины. Вот как по Цельсию термометр получил свое название: у него 100 («центовых») секций («градаций») между неподвижные точки льда и пара. Какие бывают разные температурные шкалы и как они проработаны?

Масштаб	Фиксированная точка (и)
Фаренгейт	Первоначально 32 ° F (тающий лед в соли) и 96 ° F (определение температуры тела Даниэля Фаренгейта).
Цельсия	0 ° C (точка замерзания воды) и 100 ° C (точка кипения воды).
Кельвин	Определяется в соответствии с тройной точкой воды (где твердое тело, жидкость и пар находятся в равновесии), которая составляет 273,16 К.
ITS-90 (Международная температурная шкала)	Использует множество различных точек в разных частях своего диапазона.Видеть ИТС-90 подробнее подробности.

Как соотносятся градусы Цельсия и Фаренгейта?

Вы, наверное, знаете, как преобразовать температуру Цельсия в градусы Фаренгейта: умножьте на 9/5 (или 1,8), а затем добавьте 32. Чтобы преобразовать По Фаренгейту на Цельсию вы делаете обратное: вычитаете 32 и умножаете на 5/9 (или делите на 1,8, что одно и то же). Когда вы слышите, как в прогнозах погоды указываются температуры по Цельсию и их эквиваленты по Фаренгейту, вы можете почувствовать, что связь между ними немного странная и сбивающая с толку, потому что они кажутся такими разными.Но если вы нанесете их на диаграмму (как показано ниже), вы увидите, что обе шкалы абсолютно линейны, и каждое повышение температуры, которое добавляет еще 10 ° C, добавляет 18 ° F.

Диаграмма

: шкала температуры Цельсия показана синим цветом, а шкала Фаренгейта — красным цветом. Каждая точка на диаграмме показывает два эквивалентных измерения для определенной температуры, например, 20 ° C. равно 68 ° F. Обе шкалы явно линейны: увеличение на 10 ° C равно увеличению на 18 ° F.

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Бездыханный: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги для младших читателей

• Как мы измеряем температуру? Криса Вудфорда. Гарет Стивенс, 2013 / Blackbirch, 2005. Одна из моих собственных книг для юных читателей (7–9 лет). Акцент здесь делается на температуре как на практической, повседневной форме математики.
• градусов по Фаренгейту, Цельсию и их температурные шкалы Йоминг С. Лин. PowerKIDS Press / Rosen, 2012. Историческое введение, в котором рассказываются истории Даниэля Фаренгейта и Андерса Цельсия наряду с практическим измерением температуры.
• Измерь! Температура Кейси Рэнд. Raintree, 2010. Базовое введение для детей в возрасте от 7 до 9 лет, включающее некоторые темы, связанные с погодой и изменением климата.
• Температура: нагревание и охлаждение Дарлин Р.Стилле. Picture Window Books, 2004. Альтернативное 24-страничное введение для читателей чуть младше.
• Термометры Адель Ричардсон. Capstone, 2004. 32-страничное введение, охватывающее те же темы, что и эта статья, но для более молодых читателей (в возрасте 6–8 лет или около того).

Книги для старших читателей

• Изобретение температуры: измерение и научный прогресс Хасок Чанг. Oxford University Press, 2004. История о том, как люди научились измерять температуру термометрами.Достаточно философская и научная книга, но тем не менее вполне читаемая.
• Измерение температуры Л. Михальски. Wiley, 2001. Подробное руководство по точным измерениям температуры для ученых и инженеров.
• Принципы и методы измерения температуры Томас Дональд МакГи. Wiley-IEEE, 1988. Подробный (почти 600 страниц) учебник, охватывающий температурные шкалы и все виды датчиков температуры, включая пирометры, термисторы и термопары.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2008/2020) Термометры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/thermometer.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как использовать термометр для измерения температуры

Цифровой термометр

Зачем мне измерять температуру?

Проверка температуры тела с помощью термометра — простой способ определить, есть ли температура.Лихорадка, то есть повышение температуры тела, обычно вызывается инфекцией. Хотя лихорадка может вызывать дискомфорт, она является признаком того, что организм борется с инфекцией.

Существует множество различных типов термометров, которые можно использовать для измерения температуры. При использовании любого термометра обязательно ознакомьтесь с инструкциями, прилагаемыми к термометру, и следуйте им. Если в вашем термометре используются батарейки, проверьте их. Вы можете заметить, что разряженные батареи дают непостоянные показания.

Что такое нормальная температура тела?

Нормальная температура тела составляет около 98,6 градусов по Фаренгейту (° F) или 37 градусов по Цельсию (° C). Нормальная температура часто колеблется от 1 ° до 2 ° F (от ½ ° до 1 ° C). Нормальная температура обычно ниже утром и повышается в течение дня. Он достигает своего пика ближе к вечеру или вечером.

Какая температура считается лихорадкой?

У взрослых лихорадкой считается температура 100,4 ° F (38 ° C) или выше. Вы можете лечить это дома с помощью лекарства для снижения температуры и жидкости, чтобы чувствовать себя более комфортно, или позволить этому идти своим чередом.Но если температура достигает 102 ° F (38,8 ° C) или выше и домашнее лечение не снижает ее, позвоните своему врачу.

Какие типы термометров следует использовать для измерения температуры?

Цифровой термометр

Цифровой термометр — самый точный и быстрый способ измерения температуры. Цифровые термометры доступны в большинстве аптек и супермаркетов. В зависимости от того, где вы делаете покупки, цифровой термометр может стоить от 6 до 20 долларов. Обязательно следуйте инструкциям на упаковке при использовании любого термометра.

Цифровой термометр

Как пользоваться цифровым термометром?

Цифровой термометр можно использовать тремя разными способами. К ним относятся:

• Устно: Для этого метода термометр помещают под язык. Этот метод используется для взрослых и детей от 4 лет, которые могут держать во рту градусник.
• Ректально: Для этого метода термометр осторожно вводится в прямую кишку.В основном это делается у младенцев, но может использоваться и у детей до 3 лет. Вы можете измерять ректальную температуру у детей старше 3 лет, но может быть трудно поддерживать их в неподвижном состоянии, насколько это необходимо.
• Подмышечный: Для этого метода термометр помещается в подмышечную впадину для маленьких детей или взрослых, чья температура не может быть безопасно измерена орально. Этот метод не так точен, как оральный или ректальный, но его можно использовать в качестве первой быстрой проверки. Вы можете следить за этим с помощью устного или ректального чтения.

Другие типы термометров (для детей и взрослых):

Тимпанический (ухо): Этот тип термометра измеряет температуру внутри уха, считывая там инфракрасное излучение. Для достижения наилучших результатов обязательно следуйте инструкциям на устройстве по правильному размещению наконечника. Для младенцев старшего возраста и детей ушные термометры могут быть более быстрыми и простыми в использовании. Однако они не рекомендуются, если вашему ребенку три месяца или меньше. Их не следует использовать, если у вашего ребенка слишком много ушной серы или у него болит ухо.

Термометр ушной (барабанный)

Височная артерия (лоб): Лобные термометры также используются для измерения температуры, но они могут быть не такими надежными, как цифровые термометры, и обычно стоят дороже. Они помещаются на височную артерию лба и измеряют инфракрасное излучение, исходящее от головы.

Термометр лобный (височная артерия)

Какие типы термометров не рекомендуются?

Некоторые термометры не рекомендуются из-за их неточности.

• Пластиковые полосковые термометры измеряют только температуру кожи.
• Термометры-пустышки неточны, и их трудно использовать правильно, потому что они должны оставаться во рту ребенка достаточно долго, чтобы регистрировать температуру.
• Термометры для смартфона.

Можно ли использовать мой старый стеклянный ртутный термометр?

Нет, нельзя использовать старый стеклянный термометр, содержащий ртуть. Эти типы термометров были обнаружены почти в каждом доме и больнице когда-то до того, как стали доступны цифровые термометры.Считывание показаний ртутных термометров было затруднено, поэтому они не всегда давали точную информацию.

Основная причина, по которой их больше не рекомендуют, заключается в том, что ртуть может вас отравить. Это может произойти, когда стекло разбивается и выделяется ртуть. Если у вас все еще есть один из этих термометров, вам следует обратиться в местный отдел по утилизации отходов и узнать, как правильно утилизировать опасные отходы.

Существуют стеклянные термометры, в которых не используется ртуть, но большинство людей предпочитают цифровые термометры, которые не разбиваются.

Как измерить температуру термометром?

Использование цифрового орального термометра

1. Вымойте руки теплой водой с мылом.
2. Используйте чистый термометр, промытый в холодной воде, протертый спиртом, а затем ополоснутый, чтобы удалить спирт.
3. Не ешьте и не пейте в течение как минимум пяти минут перед измерением температуры, поскольку температура пищи или напитков может сделать показания неточными.В это время вы должны держать рот закрытым.
4. Поместите наконечник термометра под язык.
5. Удерживайте термометр на одном месте примерно 40 секунд.
6. Показания будут продолжать увеличиваться, а символ F (или C) будет мигать во время измерения.
7. Обычно термометр издает звуковой сигнал, когда будут сняты окончательные показания (обычно около 30 секунд). Если вы ведете учет, запишите температуру и время.
8. Промойте термометр в холодной воде, протрите спиртом и снова ополосните.

С помощью цифрового ректального термометра (для младенцев и детей до 3 лет)

Термометр ректальный

1. Вымойте ректальный термометр теплой водой с мылом. Не пользуйтесь оральным термометром.
2. Нанесите небольшое количество смазки (вазелин или вазелин®) на датчик (наконечник) термометра.
3. Положите ребенка животом на колени или стол, положив ладонь ему на спину. Или положите их лицом вверх, согнув ноги к груди, и возьмитесь за заднюю часть бедер одной рукой.Подложите под ребенка подгузник или ткань, так как он может покакать сразу после снятия термометра.
4. Другой рукой осторожно введите термометр в задний проход, пока его наконечник полностью не войдет в прямую кишку. НЕ ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ к нему, если чувствуете сопротивление.
5. Держите термометр рукой, пока не услышите звуковой сигнал (около 30 секунд).
6. Осторожно удалите. Запишите температуру и время.
7. Тщательно очистите термометр водой с мылом.Вы можете снова очистить его спиртом, а затем снова сполоснуть.

Цифровой подмышечный (такой же, как оральный) термометр

1. Снимите детскую рубашку и поместите наконечник термометра под подмышку ребенка. Убедитесь, что подмышка вашего ребенка сухая, чтобы показания были наиболее точными.
2. Удерживайте подмышечный термометр на месте, скрестив руку ребенка на груди.
3. Термометр издаст звуковой сигнал, когда измерение будет завершено (этот метод может занять более 30 секунд).
4. Снимите и запишите температуру и время.
5. Очистите термометр водой с мылом или спиртом, всегда ополаскивая в качестве последнего шага.

Должен ли я прибавлять градус к оральным (под языком) и подмышечным (под рукой) показаниям?

Да, для максимальной точности. Ректальная температура считается наиболее точным показателем температуры тела. Показания оральной и подмышечной температуры примерно на 0,5–1 ° F (от 0,3 ° C до 0,6 ° C) ниже ректальной. Добавьте эти числа к показаниям оральной и подмышечной температуры для наиболее точного считывания.

С помощью барабанного термометра (для взрослых и детей старше 2 лет)

1. Осторожно потяните за верхнюю часть уха, чтобы открыть слуховой проход.
2. Наденьте защитную крышку на кончик термометра.
3. Осторожно вставьте термометр, пока слуховой проход полностью не закроется.
4. Нажмите и удерживайте кнопку в течение 1-2 секунд, пока не услышите звуковой сигнал (следуйте инструкциям производителя).
5. Снимите термометр, выбросьте крышку и запишите температуру и время.

С помощью термометра височной артерии

1. Включите термометр.
2. Наденьте защитный колпачок на термометр.
3. Осторожно проведите термометром по лбу, чтобы инфракрасный сканер мог измерить температуру височной артерии.
4. Запишите температуру и время.
5. Снимите защитную крышку и утилизируйте ее.

Примечание. Для некоторых новых лобных термометров не требуются крышки, потому что термометру не нужно касаться лба.Эти продукты размещаются возле лба и могут считывать показания.

Как часто мне следует измерять температуру?

Если вы чувствуете себя плохо или если кажется, что ваш ребенок болен, вы, скорее всего, потянетесь за термометром. Часто один из первых вопросов, который задает врач, — это измерили ли вы температуру у больного человека. Вы можете принять решение принять лекарство, чтобы снизить температуру. Если вы это сделаете, в инструкциях обычно указывается время, когда можно будет снова принять лекарство.(Обычно это период от четырех до шести часов.) Перед тем, как принять новую дозу, проверьте свою температуру или температуру вашего ребенка, чтобы узнать, действительно ли нужно лекарство.

Однако, если первая температура очень высока, вы можете решить повторно проверять температуру по более регулярному графику, возможно, один или два раза в час. Вы можете решить повторно проверить температуру, когда кажется, что лекарство не работает, например, когда болезнь не проходит, а симптомы все еще сохраняются. Ваш лечащий врач может порекомендовать время для измерения температуры, например, утром и вечером.Вы должны записывать эти температуры, чтобы иметь возможность отчитываться.

Как следует чистить и хранить термометр?

Рекомендуется сохранить инструкции, прилагаемые к термометру, чтобы вы могли обращаться к ним при возникновении подобных вопросов. Очищайте любой термометр до и после использования. Для очистки наконечников цифровых термометров можно использовать воду с мылом или спирт. После этого промойте теплой водой.

Если вы используете один термометр в качестве ректального термометра, обязательно тщательно очистите его и промаркируйте.Храните его так, чтобы можно было сразу определить, что это ректальный, а не оральный или подмышечный термометр.

Проверьте направление, но кончики ушей и лба можно протирать спиртом. Нижнюю часть, ручки, можно мыть более жесткими дезинфицирующими средствами. Тем не менее, убедитесь, что вы протираете дезинфицирующее средство водой, чтобы оно не повредило ручку или ваши руки.

Если ваш термометр поставляется с футляром для защиты, храните термометр в футляре.

Храните термометр (или термометры) в сухом месте, которое легко найти и которое не подвержено резким перепадам температур.

Когда мне следует позвонить своему врачу?

Если у вас есть вопросы о том, как измерить температуру, позвоните своему провайдеру. Они могут посоветовать, какой термометр лучше всего подходит для вашей семьи, и как лучше всего измерить температуру или температуру вашего ребенка. Это хорошее время, чтобы спросить, например, как часто вам следует проверять температуру или нужно ли вам что-то делать, чтобы снизить температуру.

Немедленно позвоните своему лечащему врачу, если у кого-либо из членов вашей семьи есть лихорадка и любое из следующего:

• Сильная головная боль.
• Жесткая шея.
• Отек горла.
• Путаница.
• Любое изменение, которое вас беспокоит.

Помните, что вы и ваш лечащий врач действуете вместе, чтобы сохранить здоровье вам и членам вашей семьи. Они будут рады ответить на вопросы о том, какие термометры лучше всего, как их следует использовать и какие числа важно отслеживать. Хотя жар может пугать, он также пытается вам что-то сказать. Ваш поставщик медицинских услуг — это ваш партнер, который знает, что говорится и как реагировать.

Учебник по физике

У всех нас есть чувство для того, что такое температура. У нас даже есть общий язык, который мы используем для качественного описания температуры. Вода в душе или ванне кажется горячей, холодной или теплой. На улице прохладно, или жарко, . Мы, безусловно, хорошо чувствуем, насколько одна температура качественно отличается от другой температуры. Мы не всегда можем прийти к единому мнению, является ли температура в помещении слишком высокой, слишком холодной или подходящей.Но мы, вероятно, все согласимся с тем, что у нас есть встроенные термометры для качественного определения относительных температур.

Что такое температура?

Несмотря на то, что мы встроены в температуру, она остается одним из тех понятий в науке, которые трудно определить. Кажется, что страница руководства, посвященная теме температуры и термометров, должна начинаться с простого определения температуры. Но именно в этот момент я сбил с толку .Итак, я обращаюсь к тому знакомому ресурсу Dictionary.com … где нахожу определения, которые варьируются от простых, но не слишком информативных до слишком сложных, чтобы быть поучительными. Рискуя провалиться животом в бассейн просветления, я перечислю некоторые из этих определений здесь:

• Степень жара или холода тела или окружающей среды.
• Мера тепла или холода предмета или вещества по отношению к некоторому стандартному значению.
• Мера средней кинетической энергии частиц в образце вещества, выраженная в единицах или градусах, обозначенных на стандартной шкале.
• Мера способности вещества или, в более общем смысле, любой физической системы передавать тепловую энергию другой физической системе.
• Любая из различных стандартизированных числовых мер этой способности, например шкала Кельвина, Фаренгейта и Цельсия.

Наверняка нас устраивают первые два определения — степень или мера того, насколько горячий или холодный объект. Но такие определения не способствуют нашему пониманию температуры.Третье и четвертое определения, которые касаются кинетической энергии частиц и способности вещества передавать тепло, являются точными с научной точки зрения. Однако эти определения слишком сложны, чтобы служить хорошей отправной точкой для обсуждения температуры. Поэтому мы согласимся с определением, аналогичным пятому из перечисленных — температуру можно определить как показания термометра. По общему признанию, этому определению не хватает мощности, необходимой для получения столь желанного Ага! Теперь понимаю! момент.Тем не менее, он служит отличной отправной точкой для этого урока о тепле и температуре. Температура — это то, что показывает термометр. Какой бы мерой ни была эта температура, она отражается в показаниях термометра. Итак, как именно работает термометр? Каким образом измерит надёжно, какой бы мерой ни была эта температура?

Как работает термометр

Сегодня существует множество типов термометров.Тип, с которым большинство из нас знакомо по научным занятиям, представляет собой жидкость, заключенную в узкую стеклянную колонку. В более старых термометрах этого типа использовалась жидкая ртуть. В ответ на наше понимание проблем со здоровьем, связанных с воздействием ртути, в этих типах термометров обычно используется какой-то жидкий спирт. Эти жидкостные термометры основаны на принципе теплового расширения. Когда вещество нагревается, оно расширяется до большего объема. Почти все вещества демонстрируют такое поведение при тепловом расширении.Это основа конструкции и работы термометров.

При повышении температуры жидкости в термометре увеличивается ее объем. Жидкость заключена в высокую узкую стеклянную (или пластмассовую) колонку с постоянной площадью поперечного сечения. Таким образом, увеличение объема происходит из-за изменения высоты жидкости внутри колонны. Увеличение объема и, следовательно, высоты столба жидкости пропорционально повышению температуры. Предположим, что повышение температуры на 10 градусов приводит к увеличению высоты колонны на 1 см.Тогда повышение температуры на 20 градусов приведет к увеличению высоты колонны на 2 см. А повышение температуры на 30 градусов приведет к увеличению высоты колонны на 3 см. Связь между температурой и высотой столбца линейна в небольшом диапазоне температур, в котором используется термометр. Эта линейная зависимость делает калибровку термометра относительно простой задачей.

Калибровка любого измерительного инструмента включает нанесение делений или меток на инструмент для точного измерения количества по сравнению с известными стандартами.Любой измерительный инструмент — даже измерительная линейка — должен быть откалиброван. Инструмент нуждается в делениях или разметке; например, метка обычно имеет отметки через каждые 1 см или через каждые 1 мм. Эти отметки должны быть нанесены точно, и о точности их размещения можно судить, только сравнивая их с другим объектом, имеющим определенную длину.

Термометр калибруется с использованием двух объектов с известными температурами. Типичный процесс включает использование точки замерзания и точки кипения чистой воды.Вода, как известно, замерзает при 0 ° C и кипит при 100 ° C при атмосферном давлении 1 атм. Поместив термометр в смесь ледяной воды и позволив жидкости термометра достичь стабильной высоты, отметка 0 градусов может быть помещена на термометр. Точно так же, поместив термометр в кипящую воду (при давлении 1 атм) и позволив уровню жидкости достичь стабильной высоты, отметка 100 градусов может быть помещена на термометр. С помощью этих двух отметок, размещенных на термометре, между ними можно разместить 100 делений с равным интервалом, представляющих отметки в 1 градус.Поскольку существует линейная зависимость между температурой и высотой жидкости, деления от 0 до 100 градусов могут быть равномерно распределены. С помощью калиброванного термометра можно проводить точные измерения температуры любого объекта в диапазоне температур, для которого он был откалиброван.

Температурные шкалы

В результате описанного выше процесса калибровки термометра получается так называемый термометр по Цельсию.Термометр по Цельсию имеет 100 делений или интервалов между нормальной точкой замерзания и нормальной температурой кипения воды. Сегодня шкала Цельсия известна как шкала Цельсия, названная в честь шведского астронома Андерса Цельсия, которому приписывают ее разработку. Шкала Цельсия — это наиболее широко распространенная шкала температур, используемая во всем мире. Это стандартная единица измерения температуры почти во всех странах, за исключением США. По этой шкале температура 28 градусов по Цельсию сокращается до 28 ° C.

Традиционно медленно применяют метрическую систему и другие общепринятые единицы измерения, в Соединенных Штатах чаще используется шкала температур по Фаренгейту. Термометр можно откалибровать по шкале Фаренгейта аналогично описанному выше. Разница в том, что нормальная точка замерзания воды обозначена как 32 градуса, а нормальная точка кипения воды обозначена как 212 градусов по шкале Фаренгейта. Таким образом, при использовании шкалы Фаренгейта между этими двумя температурами есть 180 делений или интервалов.Шкала Фаренгейта названа в честь немецкого физика Даниэля Фаренгейта. Температура 76 градусов по Фаренгейту сокращенно называется 76 ° F. В большинстве стран мира шкала Фаренгейта была заменена шкалой Цельсия.

Температуры, выраженные по шкале Фаренгейта, могут быть преобразованы в эквивалент шкалы Цельсия с помощью следующего уравнения:

° C = (° F — 32 °) / 1,8

Аналогичным образом, температуры, выраженные по шкале Цельсия, могут быть преобразованы в эквивалент шкалы Фаренгейта с помощью следующего уравнения:

° F = 1.8 • ° C + 32 °

Температурная шкала Кельвина

Хотя шкалы Цельсия и Фаренгейта являются наиболее широко используемыми температурными шкалами, существует несколько других шкал, которые использовались на протяжении всей истории. Например, есть шкала Ренкина, шкала Ньютона и шкала Ромера, которые используются редко. Наконец, существует температурная шкала Кельвина, которая является стандартной метрической системой измерения температуры и, возможно, наиболее широко используемой температурной шкалой среди ученых.Температурная шкала Кельвина аналогична температурной шкале Цельсия в том смысле, что между нормальной точкой замерзания и нормальной температурой кипения воды есть 100 одинаковых приращений. Однако отметка нуля градусов по шкале Кельвина на 273,15 единиц холоднее, чем по шкале Цельсия. Таким образом, температура 0 Кельвина эквивалентна температуре -273,15 ° C. Обратите внимание, что в этой системе не используется символ градуса. Таким образом, температура на 300 единиц выше 0 Кельвина упоминается как 300 Кельвинов, а не 300 градусов Кельвина; сокращенно такая температура обозначается как 300 К.Преобразование между температурой Цельсия и температурой Кельвина (и наоборот) может быть выполнено с использованием одного из двух приведенных ниже уравнений.

° С = К — 273,15 °

К = ° С + 273,15

Нулевая точка по шкале Кельвина называется абсолютным нулем. Это самая низкая температура, которую можно достичь. Идею абсолютного минимума температуры продвигал шотландский физик Уильям Томсон (а.к.а. Лорд Кельвин) в 1848 году. На основе термодинамических принципов Томсон предположил, что самая низкая температура, которая может быть достигнута, составляет -273 ° C. До Томсона экспериментаторы, такие как Роберт Бойль (конец 17 века), были хорошо осведомлены о наблюдении, что объем (и даже давление) образца газа зависит от его температуры. Измерения изменений давления и объема при изменении температуры могут быть сделаны и нанесены на график. Графики зависимости объема от температуры (при постоянном давлении) и давления отТемпература (при постоянном объеме) отражает тот же вывод — объем и давление газа уменьшаются до нуля при температуре -273 ° C. Поскольку это наименьшие возможные значения объема и давления, можно сделать вывод, что -273 ° C была самой низкой возможной температурой.

Томсон называл эту минимальную самую низкую температуру абсолютным нулем и утверждал, что следует принять температурную шкалу, которая имела бы абсолютный ноль как самое низкое значение на шкале.Сегодня эта шкала температур носит его имя. Ученым и инженерам удалось охладить вещество до температуры, близкой к -273,15 ° C, но никогда не ниже. В процессе охлаждения вещества до температур, близких к абсолютному нулю, наблюдается ряд необычных свойств. Эти свойства включают сверхпроводимость, сверхтекучесть и состояние вещества, известное как конденсат Бозе-Эйнштейна.

Температура — это то, что показывает термометр. Но что именно отражает температура? Концепция абсолютного нуля температуры весьма интересна, и наблюдение замечательных физических свойств образцов вещества, приближающегося к абсолютному нулю, заставляет задуматься над этой темой более глубоко.Что-то происходит на уровне частиц, что связано с наблюдениями, сделанными на макроскопическом уровне? Есть ли что-то более глубокое, чем просто показания термометра? Что происходит на уровне атомов и молекул по мере того, как температура образца вещества увеличивается или уменьшается? Эти вопросы будут рассмотрены на следующей странице Урока 1.

Проверьте свое понимание

1.При обсуждении калибровки термометра было упомянуто, что существует линейная зависимость между температурой и высотой жидкости в колонке. Что, если отношения не были линейными? Можно ли было бы калибровать термометр, если бы температура и высота столба жидкости не были связаны линейной зависимостью?

2. Какое приращение температуры меньше — градус Цельсия или градус Фаренгейта? Объяснять.

3.Выполните соответствующие преобразования температуры, чтобы заполнить поля в таблице ниже.

	Цельсия (°)	по Фаренгейту (° F)	Кельвин (К)
а.	0
г.		212
г.			0
г.		78
e.		12

1.3: Термометры и температурные весы

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите несколько различных типов термометров
• Преобразование температур между шкалами Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Любое физическое свойство, которое постоянно и воспроизводимо зависит от температуры, может быть использовано в качестве основы для термометра.Например, для большинства веществ объем увеличивается с повышением температуры. Это свойство лежит в основе обычных спиртовых термометров и оригинальных ртутных термометров. Другие свойства, используемые для измерения температуры, включают электрическое сопротивление, цвет и излучение инфракрасного излучения (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Поскольку многие физические свойства зависят от температуры, разнообразие термометров примечательно. (а) В термометрах этого распространенного типа спирт, содержащий красный краситель, расширяется быстрее, чем окружающее его стекло.oF \), второй жидкокристаллический квадрат также меняет цвет и т. д. (c) Пожарный использует пирометр для проверки температуры системы вентиляции авианосца. Пирометр измеряет инфракрасное излучение (излучение которого зависит от температуры) от вентиляционного отверстия и быстро считывает температуру. Инфракрасные термометры также часто используются для измерения температуры тела, осторожно помещая их в слуховой проход. Такие термометры более точны, чем спиртовые термометры, помещенные под язык или в подмышку.(кредит b: модификация работы Тесс Уотсон; кредит c: модификация работы Ламеля Дж. Хинтона)

Термометры измеряют температуру в соответствии с четко определенными шкалами измерения. Три наиболее распространенных температурных шкалы — это шкала Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Температурные шкалы создаются путем определения двух воспроизводимых температур. Обычно используются температуры замерзания и кипения воды при стандартном атмосферном давлении.

По шкале Цельсия точка замерзания воды составляет \ (0 ° C \), а температура кипения составляет \ (100 ° C \).из\)). Вы можете видеть, что 100 градусов по Цельсию охватывают тот же диапазон, что и 180 градусов по Фаренгейту. Таким образом, разница температур в один градус по шкале Цельсия в 1,8 раза больше, чем разница в один градус по шкале Фаренгейта, или

.

\ [\ Delta T_F = \ frac {9} {5} \ Delta T_C. \]

Определение температуры в терминах движения молекул предполагает, что должна быть минимально возможная температура, при которой средняя кинетическая энергия молекул равна нулю (или минимуму, разрешенному квантовой механикой).Эксперименты подтверждают существование такой температуры, называемой абсолютным нулем . Шкала абсолютной температуры — это шкала, нулевая точка которой равна абсолютному нулю. Такие шкалы удобны в науке, потому что несколько физических величин, например объем идеального газа, напрямую связаны с абсолютной температурой.

Шкала Кельвина — это шкала абсолютных температур, которая обычно используется в науке. Единица измерения температуры в системе СИ — кельвин , которая обозначается аббревиатурой K (без знака градуса).Таким образом, 0 K является абсолютным нулем. Температура замерзания и кипения воды составляет 273,15 К и 373,15 К соответственно. Следовательно, разница температур одинакова в кельвинах и градусах Цельсия, или \ (\ Delta T_C = \ Delta T_K \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): показаны взаимосвязи между температурными шкалами Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Также показаны относительные размеры чешуек.

Отношения между тремя общими температурными шкалами показаны на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).Температуры на этих шкалах можно преобразовать с помощью уравнений в таблице \ (\ PageIndex {1} \).

Таблица \ (\ PageIndex {1} \)

Преобразовать из…	Используйте это уравнение…
градусов Цельсия до Фаренгейта	\ (T_F = \ frac {9} {5} T_C + 32 \)
Фаренгейта до Цельсия	\ (T_C = \ frac {5} {9} (T_F — 32) \)
Цельсия к Кельвину	\ (Т_К = Т_С + 273.15 \)
Кельвин для Цельсия	\ (Т_С = Т_К — 273,15 \)
Фаренгейта до Кельвина	\ (T_K = \ frac {5} {9} (T_F — 32) + 273,15 \)
Кельвин в градусах Фаренгейта	\ (T_F = \ frac {9} {5} (T_K — 273,15) + 32 \)

Для преобразования между градусами Фаренгейта и Кельвина преобразование в градусы Цельсия в качестве промежуточного шага.

Преобразование шкалы температур — комнатная температура

«Комнатная температура» обычно определяется в физике как \ (25 ° C \).из. \ nonumber \]

Аналогично находим, что \ (T_K = T_C + 273.15 = 298 \, K \).

Шкала Кельвина является частью системы единиц СИ, поэтому ее фактическое определение более сложное, чем приведенное выше. Во-первых, он определяется не в терминах точек замерзания и кипения воды, а в терминах тройной точки. Тройная точка — это уникальное сочетание температуры и давления, при котором лед, жидкая вода и водяной пар могут стабильно сосуществовать. Как будет обсуждаться в разделе о фазовых превращениях, сосуществование достигается за счет снижения давления и, следовательно, точки кипения для достижения точки замерзания.Температура тройной точки определяется как 273,16 К. Это определение имеет то преимущество, что, хотя температура замерзания и температура кипения воды зависят от давления, существует только одна температура тройной точки.

Во-вторых, даже с двумя точками на шкале разные термометры дают несколько разные результаты для других температур. Поэтому требуется стандартный градусник. Метрологи (специалисты в области измерений) выбрали для этой цели газовый термометр постоянного объема .Сосуд постоянного объема, заполненный газом, подвергается изменениям температуры, и измеренная температура пропорциональна изменению давления. Используя «TP» для представления тройной точки,

\ [T = \ dfrac {p} {p_ {TP}} T_ {TP}. \]

Результаты в некоторой степени зависят от выбора газа, но чем менее плотен газ в баллоне, тем лучше совпадают результаты для разных газов. Если результаты экстраполировать на нулевую плотность, результаты будут достаточно хорошо согласуются с нулевым давлением, соответствующим температуре абсолютного нуля.

Газовые термометры постоянного объема большие и медленно приходят в состояние равновесия, поэтому их в основном используют в качестве эталонов для калибровки других термометров.

Авторы и авторство

• Сэмюэл Дж. Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Как читать на термометре: урок для детей — видео и стенограмма урока

Какой масштаб?

Температура измеряется в так называемых градусах .Нет, это не та степень, которую вы получаете в колледже! Температурный градус отмечен маленьким символом рядом с числом, обозначающим температуру, например: 45 °.

Есть две разные шкалы для измерения температуры: Цельсия и Фаренгейта. При считывании показаний термометра в первую очередь необходимо проверить, какая шкала используется. Почему это важно? Между шкалами есть большие различия. День с 28 ° C будет очень теплым на улице, но день с 28 ° F будет очень холодным!

Шаги

Большинство термометров используют метки и стрелку или жидкость, которая поднимается до линии, чтобы показать температуру.Значит, это должно быть легко читать, не так ли? Просто посмотрите, куда указывает стрелка или до какой линии достигает жидкость. Что ж, не всегда все так просто.

На многих термометрах нет однозначных цифр. Если бы они это сделали, термометры были бы невероятно большими! Чтобы сделать их меньше, термометры часто показывают только пятерки или десятки на термометре. Они называются приращениями . Между этими приращениями есть маленькие линии, обозначающие меньшие числа.

Итак, первый шаг — посмотреть на числа и определить, какие приращения использует термометр.Когда вы произносите приращения вслух, вы считаете по двоек? Пятерки? Десятки? Это поможет вам начать работу.

Когда вы знаете приращение, вы готовы определить, что обозначают маленькие отметки или линии. Начните с любого заданного приращения и считайте маленькие строчки однозначными числами. Вы должны перейти к следующему приращению, если линии обозначают отдельные числа. Если вы не доберетесь до следующего шага, попробуйте еще раз и сосчитайте по два. Вы попали на следующий номер? Если нет, попробуйте сосчитать до пяти.(Вот подсказка: обычно на термометрах есть линии, обозначающие однозначные или двойные цифры. Редко они могут соответствовать пяти и более.)

Знание температуры

К настоящему времени вы собрали много информации о термометре. . Вы знаете, показывает ли термометр градусы Цельсия или Фаренгейта. Вы посмотрели на цифры и определили приращения. И вы пересчитали маленькие линии от одного интервала к другому, чтобы увидеть, что они обозначают.

Теперь посмотрите на стрелку или жидкостную линию термометра.Куда он указывает или где останавливается? Если он на инкрементном числе, у вас легкая работа! Если он находится на одной из маленьких линий, перейдите к меньшему приращению числа и затем сосчитайте. Будь осторожен! Запомните, что означают линии, и рассчитайте соответственно.

Краткое содержание урока

Термометр — это устройство, которое используется для измерения температуры, то есть того, насколько горячо или холодно что-то. Единица измерения температуры — градусов , а две температурные шкалы — Фаренгейта и Цельсия.У термометров часто бывает делений , которые отмечают пятерки или десятки на термометре. Чтобы прочитать термометр, определите шкалу, посмотрите на приращения числа сбоку и решите, обозначают ли маленькие линии однозначные цифры или считают по два.