Twój koszyk jest pusty

Zakupy

Sztuka: 0

Razem: 0,00

0

Termometr

Termometr

Do pomiaru temperatury służą różne przyrządy, zwane termometrami.

Fizyka

Etykiety

termometr, temperatura, zmiana temperatury, rozszerzalność cieplna, Celsjusz, Fahrenheit, podczerwony, promieniowanie podczerwone, promieniowanie cieplne, termometr gazowy, termometr metalowy, Bimetal, termostat, prąd elektryczny, Oporność, Napięcie, termodynamika, własność fizyczna, objętość, gaz, fizyka

Powiązane treści

Sceny

Rodzaje termometrów

  • termometr bezdotykowy
  • termometry wykorzystujące różnice w rozszerzalności cieplnej
  • termometr cieczowy
  • termometr bimetalowy
  • termometr gazowy
  • termometr elektryczny

Żaden z termometrów nie mierzy temperatury bezpośrednio, tylko na podstawie zmiany właściwości danego ciała pod wpływem temperatury. Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje termometrów.

Pierwszy z nich wykorzystuje zjawisko rozszerzalności cieplnej, czyli właściwość fizyczną ciał polegającą na zwiększaniu się ich objętości w miarę wzrostu temperatury. Na podstawie wielkości tej zmiany wnioskuje się wartość temperatury.

Drugi rodzaj termometrów wykorzystuje wpływ temperatury na właściwości elektryczne materiałów wykorzystywanych do budowy przyrządów. Są to termometry elektryczne.

Zasada działania termometrów bezdotykowych polega na tym, że podgrzane ciała emitują promieniowanie elektromagnetyczne, którego widmo zależne są od temperatury. Umożliwia to dokonywanie pomiaru temperatury na odległość, przy zastosowaniu odpowiedniego czujnika.

Termometr bimetalowy

Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki, z których zbudowane jest dane ciało, poruszają się szybciej, dlatego zwiększa się zajmowana przez nie przestrzeń, czyli wzrasta ich objętość. Zachowuje się tak większość ciał w stanie gazowym, ciekłym czy stałym, z wyjątkiem wody, która w temperaturze od 0 do 4 C° wykazuje akurat odwrotne właściwości.

Zasada działania termometrów wykorzystujących rozszerzalność cieplną opiera się właśnie na tym zjawisku.

Ciecz termometryczną do termometrów cieczowych dobiera się w ten sposób, żeby w granicach pomiarowych nie zamarzła ani nie uległa wrzeniu. Dlatego najczęściej jest to rtęć albo alkohol, chociaż obecnie w wielu krajach na całym świecie stosowanie rtęci jest zabronione, ponieważ jej pary, wyswobadzające się w razie stłuczenia termometru, są szkodliwe dla zdrowia.

Z uwagi na niską temperaturę zamarzania gazów termometry gazowe stosuje się głównie do pomiaru niskich temperatur.

Termometry metaliczne nie nadają się do dokładnego pomiaru temperatury, jednak wzrost temperatury generuje w metalach takie siły, że te termometry mogą być wykorzystywane również do obsługi wyłączników.

Przykładem takich termometrów jest termometr bimetaliczny, wykonany z dwóch nierozerwalnie połączonych pasków różnych metali. Każdy z metali ma inny współczynnik rozszerzalności cieplnej, dzięki czemu element zmienia krzywiznę przy zmianie jego temperatury, co może sterować przełącznikami elektrycznymi. Tak działały dawniej wyłączniki czasowe oświetlenia klatek schodowych, regulatory cieplne żelazek elektrycznych lub termostaty układu chłodzenia silnika spalinowego w samochodzie.

Termometr gazowy

Termometr cieczowy

Termometr elektryczny

Termometry elektryczne oznaczają się dużą dokładnością pomiaru, w dodatku ze względu na niewielkie rozmiary w niskim stopniu wpływają na temperaturę materiału, będącego podmiotem pomiaru.

Wyróżniamy trzy rodzaje termometrów elektrycznych: termometr rezystancyjny, termistor i termoparę (termoogniwo).

Termometr rezystancyjny wykorzystuje zjawisko zmiany oporu metali towarzyszące zmianom temperatury. Oporność elektryczna metali rośnie zazwyczaj wraz ze wzrostem temperatury. Pomiaru oporności można dokonać z dużą precyzyjnością, co pozwala na dokładność również w określaniu temperatury.
Termistory różnią się od termometrów rezystencyjnym tym, że wykonane są najczęściej z półprzewodników, dzięki czemu wrażliwość ich oporu na zmiany temperatury jest dużo większa.
Termopara (termoogniwo) składa się z pary różnych metali zwykle w postaci przewodów, spojonych na obu końcach. W punkcie spojenia metali powstaje zawsze napięcie elektryczne, czego przyczyną jest fakt, że elektrony różnych metali mają odmienny potencjał elektryczny, więc część elektronów o wyższym potencjale wędruje do drugiego metalu aż do osiągnięcia równowagi potencjałów. Powstałe napięcie zależne jest od temperatury, dlatego z pomiaru napięcia można czerpać informacje dotyczące temperatury. Zakres pomiarowy jest większy, niż w przypadku termistorów.

Termometr bezdotykowy

Pirometry i termowizory zdolne są do pomiaru temperatury na odległość.

Znajdują szerokie zastosowanie w przypadku przedmiotów trudno dostępnych, roztopionych metali, które rozpuściłyby inne termometry, jak również podczas wykrywania w budynku miejsc, którymi ucieka ciepło.

Bezdotykowy pomiar temperatury umożliwia promieniowanie cieplne emitowane przez badane ciała, którego zakres i intensywność jest właściwa dla danego ciała.

Promieniowanie cieplne emitowane jest przede wszystkim w niewidzialnej dla człowieka podczerwieni, ale wiadomo, że ciała o temperaturach powyżej 600°C zaczynają emitować również światło, czyli fale elektromagnetyczne widzialne przez oko ludzkie.
Termometry bezdotykowe składają się z zestawu optycznego, czujnika i procesora sygnałów. Wyposażeniem uzupełniającym te termometry często jest wskaźnik laserowy, służący do tego, żeby precyzyjnie wskazać użytkownikowi badaną powierzchnię.

Część termometrów bezdotykowych mierzy intensywność wpadającego promieniowania, co w połączeniu ze znajomością odległości od badanego ciała umożliwia określenie temperatury. Należy zwrócić uwagę, żeby badane ciało całkowicie wypełniło pole widzenia optyki termometru, ponieważ w innym wypadku wskaże niższą temperaturę.

Inna część termometrów bezdotykowych mierzy nie intensywność promieniowania, ale widmo długości fal, która jest typowe tylko dla temperatury, podczas gdy intensywność emisji zależy również od wielkości emitującego ciała i od odległości pomiędzy ciałem a termometrem. W miarę wzrostu temperatury danego ciała wzrasta również intensywność promieniowania w zakresie krótkiej fali. Taka metoda pomiaru nie zawsze jest precyzyjna, ponieważ emisję promieniowania deformuje kolor ciała, ponadto pomiar zakłócany jest również innymi czynnikami, np. stopniem zakurzenia powietrza.

Narracja

Żaden z termometrów nie mierzy temperatury bezpośrednio, tylko na podstawie zmiany właściwości danego ciała pod wpływem temperatury. Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje termometrów: termometry bezdotykowe, cieczowe (wykorzystujące zjawisko rozszerzalności cieplnej) oraz elektryczne.

Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki, z których zbudowane jest dane ciało, poruszają się szybciej, dlatego zwiększa się zajmowana przez nie przestrzeń, czyli wzrasta ich objętość. Zasada działania termometrów wykorzystujących rozszerzalność cieplną opiera się właśnie na tym zjawisku.

Ciecz termometryczną do termometrów cieczowych dobiera się w ten sposób, żeby w granicach pomiarowych nie zamarzła ani nie uległa wrzeniu. Najczęściej do tego celu używa się alkoholu.

Gazy również zmieniają swoją objętość pod wpływem zmiany temperatury, dlatego też mogą być wykorzystane do pomiarów temperatury. Termometry gazowe nadają się do mierzenia bardzo niskich temperatur z uwagi na niską temperaturę zamarzania gazów.

Termometry metaliczne nie nadają się do dokładnego pomiaru temperatury, jednak wzrost temperatury generuje w metalach takie siły, że te termometry mogą być wykorzystywane również do obsługi wyłączników. Przykładem takich termometrów jest termometr bimetaliczny, wykonany z dwóch nierozerwalnie połączonych pasków różnych metali. Każdy z metali ma inny współczynnik rozszerzalności cieplnej, dzięki czemu element zmienia krzywiznę przy zmianie jego temperatury, co może sterować na przykład czujnikami ciepła.

Termometry elektryczne oznaczają się dużą dokładnością pomiaru, w dodatku ze względu na niewielkie rozmiary w niskim stopniu wpływają na temperaturę materiału, będącego podmiotem pomiaru. Wyróżniamy trzy rodzaje termometrów elektrycznych: termometr rezystancyjny, termistor i termoparę (termoogniwo).

Termometr rezystancyjny wykorzystują zjawisko zmiany oporu metali towarzyszące zmianom temperatury. Oporność elektryczna metali rośnie zazwyczaj wraz ze wzrostem temperatury. Pomiaru oporności można dokonać z dużą precyzyjnością, co pozwala na dokładność również w określaniu temperatury.

Pirometry i termowizory zdolne są do pomiaru temperatury na odległość. Znajdują szerokie zastosowanie w przypadku przedmiotów trudno dostępnych, roztopionych metali, które rozpuściłyby inne termometry, jak również podczas wykrywania w budynku miejsc, którymi ucieka ciepło. Bezdotykowy pomiar temperatury umożliwia promieniowanie cieplne emitowane przez badane ciała, którego zakres i intensywność jest właściwa dla danego ciała. Promieniowanie cieplne emitowane jest przede wszystkim w niewidzialnej dla człowieka podczerwieni.

Powiązane treści

Rozszerzalność mostów

Długość konstrukcji metalowych mostów zmienia się w zależności od temperatury.

Warsztat Galileusza

Dorobek naukowy Galileusza przyczynił się w dużej mierze do rozwoju fizyki i astronomii.

Topnienie i zamarzanie

W procesie zamarzania pomiędzy molekułami wody powstają wiązania wodorowe w wyniku czego tworzy się struktura krystaliczna.

Jak działa suszarka do włosów?

Animacja prezentuje budowę i zasadę działania suszarki do włosów.

Parowanie i wrzenie

Co zachodzi w cieczy podczas parowania, a co podczas wrzenia? Od czego zależy temperatura wrzenia cieczy?

Zmiany stanów skupienia materii

Przejścia fazowe pomiędzy stanami gazowym, między stanem ciekłym a stałym nazywamy zmianami stanu skupienia.

Równanie Clapeyrona (stan gazu doskonałego)

Równanie stanu gazu doskonałego opisuje zależność ciśnienia, objętości i temperatury gazu doskonałego.

Balon na ogrzane powietrze

Specjalny balon, który wypełniony jest gorącym powietrzem.

Jak działa żelazko parowe?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie żelazka parowego.

Jak działa chłodziarka (lodówka)?

Dzięki animacji możemy poznać konstrukcję i działanie lodówki.

Jak działa klimatyzacja?

Klimatyzator chłodzi powietrze poprzez pobieranie ciepła wewnątrz pomieszczenia i uwalnianie go na zewnątrz.

Przyrządy meteorologiczne (poziom średni)

Animacja prezentuje przyrządy służące do badania zjawisk atmosferycznych.

Added to your cart.