Zdi se, da je to vsem jasno - temperatura! Kaj je temperatura?
Neki fizik je zelo dobro rekel o tem: "Veliko lažje je izvajati meritve, kot natančno vedeti, kaj se meri." In skoraj tristo let so temperature merili povsod, a šele pred kratkim, ob koncu prejšnjega stoletja, je postalo končno jasno, kaj je temperatura.
Toda v resnici, kaj kaže termometer? Vredno je še enkrat izslediti, kako je nastal koncept "temperature". Nekoč je veljalo, da če postane vroče, je to zato, ker se poveča vsebnost kalorij v telesu. Latinska beseda "temperatura" je pomenila "mešanica". Telesno temperaturo so razumeli kot mešanico telesne snovi in telesne kalorije. Potem je bil sam koncept kalorij zavržen kot napačen, beseda "temperatura" pa je ostala.
Dobrih dvesto let je v znanosti vztrajalo nenavadno stanje: naključno izbrana lastnost (raztezanje) naključno izbrane snovi (živega srebra) in lestvica, določena glede na naključno izbrano stalne točke(taljenje ledu in vrela voda) je bila izmerjena količina (temperatura), pomen besede "temperatura", strogo gledano, ni bil jasen nikomur.
A termometer vseeno nekaj kaže, kajne? Če se od odgovora zahteva potrebna strogost in natančnost, potem bo treba na takšno vprašanje odgovoriti takole: nič drugega kot raztezek v stolpcu segretega živega srebra.
No, če se živo srebro nadomesti z drugo snovjo: plinom ali kakšno trdno snovjo, ki se prav tako razširi pri segrevanju, kaj se bo potem zgodilo? Kaj bodo pokazali termometri, zgrajeni na drugačni osnovi?
Predstavljajmo si, da smo naredili takšne termometre. Nekatere smo napolnili z živim srebrom in zrakom, druge so bile v celoti izdelane iz železa, bakra, stekla. Na vsaki od njih natančno določimo konstantne točke: v talečem se ledu 0°, v vreli vodi 100°.
Poskusimo zdaj izmeriti temperaturo. Izkazalo se bo, da ko zračni termometer pokaže na primer 300°, bodo drugi termometri pokazali:
živo srebro 314,1°,
železo 372,6°,
baker 328,8°,
steklo 352,9°.
Katera od teh "temperatur" je pravilna: "zrak", "živo srebro", "železo", "baker" ali "steklo"? Navsezadnje vsaka snov, ki smo jo testirali, kaže svojo temperaturo. Še bolj zanimivo bi se obnašal "vodni" termometer. V območju od 0° do 4° C bi pri segrevanju pokazal znižanje temperature.
Lahko pa seveda poskusite namesto toplotnega raztezanja izbrati kakšno drugo lastnost snovi, ki se spremeni pri segrevanju. Možno je na primer izdelati termometre na podlagi sprememb (pri segrevanju) parnega tlaka tekočine (na primer alkohola), električnega upora (na primer platine) in termoelektromotorne sile (termočlen). Dandanes se takšni termometri pogosto uporabljajo v tehnologiji.
Ob predhodni kalibraciji na dveh konstantnih točkah bodo takšni termometri, na primer pri 200 ° C, pokazali: alkohol (po parnem tlaku) 1320 °, platina (po uporu) 196 °, spoj platine in njene zlitine z rodijem (termoelement) 222°.
Katera od vseh teh različnih "temperatur" je torej prava? Kako in s čim meriti temperaturo?
Preden odgovorite na ta vprašanja, morate razumeti najpomembnejše o njih - njihovo natančno vsebino in pomen: "kako izmeriti temperaturo." Zakaj bi se tako "preprosto" vprašanje sploh pojavilo?
Kako merimo dolžino? Metri. Meter je dolžina standardnega ravnila, ki ga znanstveniki
shranjujejo se zelo skrbno, da ne izginejo ali se pokvarijo. Kako merimo količine? Lahko se meri v litrih. Liter je prostornina, enaka enemu kubičnemu decimetru. Kako merimo temperaturo?
Ta vprašanja so si povsem podobna, vendar so odgovori nanje bistveno različni. Če v sod natočimo več veder hladna voda, potem bo sod napolnjen z vodo. Vsota prostornine vode v vedrih bo enaka prostornini soda. Toda ne glede na to, koliko mrzle vode vlijete v sod, ne boste dobili tople vode. To razmišljanje ni prav nič smešno ali naivno in to dejstvo ni prav nič samoumevno. To je zelo pomemben naravni zakon, ki smo ga preprosto navajeni, saj ga poznamo iz izkušenj. Iz več kratkih palic lahko naredite eno dolgo, tako da jih povežete od konca do konca. Vendar ne morete sešteti temperature vročega premoga iz peči in temperature kosa ledu. Zaradi tega vroč premog ne bo nič bolj segret.
Nemogoče je izmeriti temperaturo, tako kot se merijo dolžina, prostornina in masa, ker se temperature ne seštevajo. Nemogoče je imeti temperaturno enoto, ki bi lahko neposredno izmerila katero koli temperaturo, tako kot lahko meter meri katero koli dolžino. Prostornina, dolžina, masa so primeri ekstenzivnih lastnosti sistema. Če železno palico razdelimo na več delov, se temperatura vsakega od njih ne spremeni. Temperatura je primer intenzivnih lastnosti sistema. Neposredno ugotavljanje številčnega razmerja med različnimi temperaturami je nemogoče in nesmiselno.
Toda temperaturo je treba izmeriti. Kako ga je torej mogoče izmeriti, če ga ni mogoče izmeriti z metodo, primerno za merjenje obsežnih količin?
Za to je možen le en način - uporaba objektivne povezave med temperaturo in katero koli obsežno količino: sprememba prostornine, dolžine, odklon igle galvanometra itd.
Zato se lahko odgovor na vprašanje - katera od različnih zgoraj naštetih "temperatur" je resnična - sprva zdi čuden: vse so enake. Za karakterizacijo in merjenje je mogoče izbrati katero koli temperaturno odvisno lastnost sistema.
Termodinamika je znala nakazati metodo in snov, ki omogočata najprimernejšo izvedbo meritev temperature.
To je idealen plin. Z njegovim raztezanjem pri konstantnem tlaku ali z naraščanjem tlaka pri konstantnem volumnu je mogoče najustrezneje izvajati meritve temperature. S to metodo merjenja postane nešteto izrazov za poljubne vzorce v naravi najbolj preprosto.
Toda idealni plin ima eno bistveno pomanjkljivost: tak plin v naravi ne obstaja.
Pritisk
Kako zapleten in težek je koncept temperature, je koncept "tlaka" tako preprost in jasen. Vsak šolar ga dobro pozna od samega začetka učbenika fizike. Tlak je sila, ki deluje na enoto površine. Smer tlaka je pri plinih in tekočinah vedno pravokotna na površino. Koncept "tlaka" lahko uporabimo za trdne snovi, vendar iz tega sledi, da so lastnosti trdnih snovi lahko odvisne od smeri, v kateri deluje tlak (na primer piezoelektrični učinek).
V termodinamiki sta tlak in temperatura dva glavna, najpomembnejša parametra, ki določata stanje termodinamičnega sistema. Ta definicija pomeni, da enaka količina snovi pri enakih vrednostih temperature in tlaka vedno zaseda enako prostornino. Res je, treba je dodati: ta definicija velja, ko je v sistemu doseženo ravnotežno stanje.
Za kemika je zelo koristno vedeti, da en gram-mol katerega koli plina pri 0 ° C in tlaku 1 atm zavzame prostornino, ki je enaka približno 22,4 litra. Vredno si je zapomniti.
Toplota
Verjetno je minilo več sto tisoč let, odkar so se naši daljni predniki prvič seznanili z ognjem in se naučili sami sprejemati toploto. Vsak zase se je grel ob topli peči in zmrzoval v mrazu. Zdi se, kaj bi lahko bilo zdaj bolj znano in razumljivo kot toplina, ki je tako znana vsem.
Toda vprašanje - kaj je toplota - še zdaleč ni tako preprosto. Pravilen odgovor na to vprašanje je znanost našla pred kratkim. Za dolgo časa znanstveniki sploh niso opazili kompleksnosti tega problema.
Prva razlaga narave toplote je temeljila na neizpodbitnem in navidezno očitnem dejstvu: ko se telo segreje, se njegova temperatura dvigne - torej telo prejme toploto. Ko se ohladi, ga telo izgubi. Zato je vsako segreto telo zmes snovi, iz katere sestoji, in toplote. Višja kot je telesna temperatura, več toplote se primeša vanj. Dandanes se malo ljudi spomni, da je beseda "temperatura" prevedena iz latinščine in pomeni "mešanica". Nekoč so na primer za bron rekli, da je »temperatura kositra in bakra«.
Dve popolnoma različni razlagi, dve hipotezi o naravi toplote se v znanosti prepirata že skoraj dve stoletji.
Prvo od teh hipotez je leta 1613 izrazil veliki Galileo. Toplota je snov. Nenavadno je. Lahko prodre v katero koli telo in iz njega. Toplotna snov, sicer kalorična ali flogiston, ne nastaja ali uničuje, ampak se samo prerazporeja med telesi. Več kot ga je v telesu, višja je telesna temperatura. Še ne tako dolgo nazaj so rekli "stopnja toplote" (ne temperatura), saj so verjeli, da termometer meri moč mešanice snovi in kalorij. (Še vedno se je ohranil običaj merjenja jakosti vina - mešanice vode in alkohola - v stopinjah.)
Drugo hipotezo, na videz popolnoma drugačno od Galilejeve ideje, je leta 1620 izrazil slavni filozof Bacon. Opozoril je na tisto, kar je že dolgo znano vsakemu kovaču: pod močnimi udarci kladiva se hladen kos železa segreje. Znana je metoda pridobivanja ognja s trenjem. To pomeni, da je mogoče z udarci in trenjem proizvesti toploto, ne da bi jo prejeli od že segretega telesa. Bacon je iz tega sklepal, da je toplota notranje gibanje najmanjših delcev telesa in da je temperatura telesa določena s hitrostjo gibanja delcev v njem. Ta teorija se v znanosti imenuje mehanska teorija toplote. Za njegovo utemeljitev in razvoj je veliko naredil briljantni Lomonosov.
Kljub temeljnemu razhajanju imata obe hipotezi veliko podobnosti: iz teorije kalorij je sledilo, da termometer meri količino kalorij, ki jih vsebuje telo, po mehanski teoriji toplote pa termometer kaže količino gibanja, ki jo vsebuje telo. telo. Po obeh teorijah mora obstajati temperatura absolutne ničle. Dosežen bo, ko bo po teoriji kalorije telesu odvzeta vsa kalorija, po mehanski teoriji pa, ko bo telo izgubilo vse gibanje, ki ga vsebuje.
Kalorična teorija je prevladovala v znanosti skoraj dve stoletji. Je preprost in jasen. Vendar se moti. Natančno tehtanje teles različne temperature pokazal, da je toplota breztežna. Breztežnost toplote se dobro ujema z mehansko teorijo toplote. Potem so menili, da gibanje nikakor ne more vplivati na težo telesa. Vendar zdaj vemo, da to ni točno. Energija mora po Einsteinovem zakonu imeti maso in zato tudi »tehta«; samo ustrezno povečanje telesne mase je daleč onkraj sodobne natančnosti tehtanja.
Toplote ne smemo zamenjevati s toplotno energijo telesa. Toplotno energijo telesa določa kinetična energija gibanja njegovih molekul. Toda toplota (to je zelo pomembno) še zdaleč ni enaka toplotni energiji. In kar je še pomembneje, toplota se v telesu sploh ne zadržuje. Od drv, ki so gorela v peči, sploh ni bilo toplote. Toplota samo vstopa v telo ali ga zapušča.
Sploh ni težko izračunati količine energije kaotičnega toplotnega gibanja v sistemu, ki ga sestavljajo molekule pregrete vodne pare - to bo njegova toplotna energija. Toda količina toplote, ki se lahko sprosti iz tega sistema, ko se ohladi, sploh ni enaka toplotni energiji: najprej se bo para ohladila, nato bo začela kondenzirati v tekočo vodo, nato se bo voda ohladila in nazadnje voda bo zmrznila. Toplota izparevanja vode in toplota taljenja ledu sta zelo visoki. Tako lahko iz pregrete pare pridobimo veliko več toplote kot toplotne energije, ki jo vsebuje.
Zato sta, strogo gledano, obe hipotezi napačni - niti ideja o toploti kot toplotni snovi niti mehanska teorija toplote. Drugo od njih potrjujejo izkušnje, vendar nima nobene zveze s toploto in se nanaša samo na toplotno energijo, to pa ni isto.
delo
Opravljati mehansko delo pomeni premagati ali uničiti upore: molekularne sile, silo vzmeti, gravitacijo, vztrajnost snovi itd. Obrusiti, brusiti telo, ga razdeliti na dele, dvigovati bremena, vleči voz po cesti,
na tirnicah je vlak, ki stisne vzmet - vse to pomeni opravljanje dela; pomeni nekaj časa premagovati odpor. Opravljati delo pomeni premagati upor plina, tekočine, trdna, kristalno. Stiskanje plina, tekočine ali kristala pomeni opravljanje dela.
Za poimenovanje različnih pojavov se uporablja isto ime »delo«, a za zunanjimi razlikami je treba videti skupne osnovne značilnosti. Delo vključuje gibanje: tovor se dvigne, voziček se premakne, bat drsi v cilindru motorja. Brez gibanja ni dela.
Delo vključuje urejeno gibanje. Celotno breme se premika navzgor. Celoten voz se premika po cesti v eno smer. Celoten bat se premika v eno smer v cilindru. Delo je nemogoče brez dveh udeležencev. Za dvig enega bremena mora pasti druga utež, vzmet se mora zravnati in plin se mora razširiti. Oba udeleženca premikata vrstni red. Delo je prenos urejenega gibanja iz enega sistema v drugega.
Ne smemo misliti, da je delo mogoče povezati samo z mehanskim gibanjem. Delo lahko poteka tudi ob spremembi električnega ali magnetnega polja.
Sposobnost sistema, da opravi delo, je seveda zelo pomembna za termodinamiko. Toda za termodinamiko ni pomembno, kakšno delo lahko opravi sistem. Kako natanko se da to delo izračunati in kako se izmeriti, mora povedati druga znanost.
Definicijo mehanskega dela daje mehanika. Vsak šolar pozna to definicijo: delo (A) je enako produktu sile (F) in poti (l).
Če sila ni konstantna, potem morate izračunati količino dela na vsakem dovolj majhnem odseku poti (matematiki pravijo - na neskončno malem), na katerem velja, da je sila konstantna.
dA=Fdl,
in nato seštejte neskončno majhne vrednosti dela vzdolž celotne prevožene poti:
Za tiste, ki se še niso odvadili strahu pred matematičnimi formulami, je koristno vedeti, da je integralni znak ∫ preprosto podolgovata črka S - začetnica v besedi "vsota".
V fizikalni kemiji se pogosto obravnavajo procesi, povezani z drobljenjem snovi v fin prah (prah) ali nastankom nove faze megle ali dima iz hlapov. S takimi procesi se pojavi ogromna nova površina številnih drobnih delcev, za njeno oblikovanje pa je treba vložiti precej dela. Tega dela ni mogoče prezreti. Enak je produktu površinske napetosti (a) in površine nove površine (S):
Tovrstno delo je potrebno tudi pri pihanju milnega mehurčka.
Toplotna tehnika pri izračunu dela katerega koli toplotnega stroja uporablja količino dela, ki ga opravi plin, ki se širi, na primer vodna para v valju parne lokomotive ali v turbini. Ta zelo pomembna vrsta dela se meri z zmnožkom tlaka plina in spremembe njegove prostornine:
Elektrokemija na primer pozna drugačno delo. Električna dela baterija ali galvanski člen je enak produktu elektromotorne sile (E) in spremembe naboja (q):
Koristno je opaziti in si zapomniti, da so vsi izrazi za različne vrste dela so si med seboj zelo podobna. Vsako delo se nujno meri z zmnožkom dveh faktorjev: neke posplošene sile / (to je lahko sila univerzalne gravitacije, sila magnetne oz. električno polje, tlak, površinska napetost, morebitne mehanske sile itd.) in vrednosti a - spremembe ustreznega sistemskega parametra (prevožena razdalja, električni naboji, velikost površine, prostornina itd.):
A=∫fda.
Naloga termodinamike ni preučevanje razlike med različni tipi delo. Za to morajo poskrbeti druge znanosti. Različna dela lahko je veliko. Samo ena je toplina.
Zgodovina ustvarjanja termometra se začne pred mnogimi leti. Ljudje so si že od nekdaj želeli imeti napravo, ki bi omogočala merjenje količine ogrevanja ali hlajenja določenega predmeta. Ta priložnost se je pojavila leta 1592, ko je Galileo oblikoval prvi instrument, ki je omogočal določanje temperaturnih sprememb. Ta naprava, sestavljena iz steklene krogle in nanjo prispajkane cevi, se je imenovala termoskop. Konec cevi smo postavili v posodo z vodo in kroglico segreli. Ko se je segrevanje prenehalo, je tlak v krogli padel in voda se je pod vplivom atmosferskega tlaka dvignila skozi cev. Ko se je temperatura dvignila, je prišlo do obratnega procesa in nivo vode v cevi se je zmanjšal. Naprava ni imela lestvice in iz nje ni bilo mogoče določiti natančnih vrednosti temperature. Kasneje so firenški znanstveniki to pomanjkljivost odpravili, zaradi česar so meritve postale natančnejše. Tako je nastal prototip prvega termometra.
V začetku naslednjega stoletja je slavni florentinski znanstvenik, Galilejev učenec, Evangelista Torricelli izumil alkoholni termometer. Kot vsi dobro vemo, se kroglica v njej nahaja pod stekleno cevjo, namesto vode pa je uporabljen alkohol. Odčitki te naprave niso odvisni od atmosferskega tlaka.
Izum prvega živosrebrnega termometra D.G. Fahrenheit sega v leto 1714. Za najnižjo točko svojega šala je vzel 32 stopinj - kar je ustrezalo ledišču fiziološka raztopina, in za zgornjo - 2120 - vrelišče vode. Fahrenheitova lestvica se še danes uporablja v ZDA.
Leta 1730 je francoski znanstvenik R.A. Reaumur je predlagal lestvico, v kateri sta bili skrajni točki vrelišče in ledišče vode, zmrzišče vode pa je bilo vzeto kot 0 stopinj na Reaumurjevi lestvici, vrelišče pa pri 80 stopinjah. Trenutno se Reaumurjeva lestvica praktično ne uporablja.
28 let kasneje je švedski raziskovalec A. Celsius razvil lastno lestvico, kjer sta vrelišče in zmrzišče vode vzeli kot skrajne točke, kot v Reaumurjevi lestvici, vendar interval med njima ni bil razdeljen na 80, ampak na 100. stopinj, sprva pa je bila gradacija od zgoraj navzdol, to je, da je bila vrelišče vode vzeta za nič, zmrzišče vode pa za sto stopinj. Neprijetnost takšne razdelitve je kmalu postala očitna, nato pa sta Stremmer in Linnaeus zamenjala skrajne točke lestvice in ji dala videz, ki ga poznamo.
Sredi 19. stoletja je britanski znanstvenik William Thomson, znan kot Lord Kelvin, predlagal temperaturno lestvico, katere najnižja točka je bila -273,15 0C - absolutna ničla, pri tej vrednosti ni gibanja molekul.
Tako lahko na kratko opišemo zgodovino nastanka termometra in temperaturnih lestvic. Trenutno so najbolj razširjeni termometri po Celzijevi lestvici, Fahrenheitova lestvica se še vedno uporablja v ZDA, Kelvinova lestvica pa je najbolj priljubljena v znanosti.
Danes obstaja veliko modelov termometrov in naprav za merjenje temperature, ki temeljijo na različnih fizične lastnosti in se pogosto uporablja v vsakdanjem življenju, znanosti in proizvodnji.
Nič na Faradayevi lestvici je bila enaka sodobnim 32 stopinjam, temperatura človeškega telesa pa 96 stopinj. Leta 1742 je fizik Celsius postavil temperaturo talečega se ledu in vrele vode za referenčne točke, čeprav je sprva nič na lestvici ustrezala temperaturi vrelišča vode, potem pa je postala enaka.
Tekočinski termometri delujejo na principu spreminjanja začetne prostornine tekočine, ki se vlije v termometer, ko se spremeni temperatura okolja. Najpogosteje se v termometrsko bučko vlije alkohol ali živo srebro. Prednosti živosrebrnega termometra so visoka natančnost merjenja temperature, dolga življenjska doba, kljub temu pa je potrebno dolgo časa za nastavitev temperaturnega nivoja, živo srebro v termometru je nevaren material, zato je treba z živosrebrnim termometrom uporabljati čim bolj previdno .
Optični termometri beležijo temperaturo na podlagi stopnje sijaja, spektra in drugih indikatorjev in se najpogosteje uporabljajo v znanstvena raziskava.
Mehanski termometri delujejo na principu tekočih termometrov, le senzor je spirala ali kovinski trak.
Električni - delujejo na principu spreminjanja stopnje upora prevodnika, ko se zunanja temperatura spremeni. Tisti električni termometri, ki imajo velik razpon, temeljijo na termočlenih – pri interakciji različnih kovin nastane kontaktna potencialna razlika, ki je odvisna od temperature. Električni termometri imajo vgrajene dodatne funkcije pomnilnik, osvetlitev ozadja, so varni in hitro pokažejo rezultat, vendar lahko dajo majhno napako, zaradi česar je treba temperaturo izmeriti večkrat.
Infrardeči termometer meri temperaturo brez neposredne interakcije z osebo ali predmetom, odlikujeta ga natančnost in varnost merjenja ter visoka hitrost delovanja - pol sekunde. So higienski, delujejo hitro (v 2-5 sekundah) in pomagajo pri merjenju temperature otrokom.
Video na temo
Znano je, da vroča telesa slabše vodijo elektrika kot ohlajeni. Razlog za to je tako imenovana toplotna odpornost kovin.
Toplotni upor je upor prevodnika (odseka vezja) zaradi toplotnega gibanja nosilcev naboja. Pod naboji moramo razumeti elektrone in ione, ki jih snov vsebuje. Iz imena je jasno, da govorimo o električnem pojavu upora.
Fizikalno bistvo toplotnega upora je v odvisnosti gibljivosti elektronov od temperature snovi (prevodnika). Ugotovimo, od kod prihaja ta vzorec.
Prevodnost v kovinah zagotavljajo prosti elektroni, ki pod vplivom električnega polja pridobijo usmerjeno gibanje vzdolž silnic električnega polja. Zato se je smiselno vprašati: kaj lahko ovira gibanje elektronov? Kovina vsebuje ionsko kristalno mrežo, ki seveda upočasnjuje prenos nabojev z enega konca prevodnika na drugega. Pri tem je treba opozoriti, da so ioni kristalne mreže v vibracijskem gibanju, zato zasedajo prostor, ki ni omejen z njihovo velikostjo, temveč z amplitudo njihovih vibracij. Zdaj morate razmišljati o povečanju temperature kovine. Dejstvo je, da so bistvo temperature ravno vibracije ionov kristalne mreže, pa tudi toplotno gibanje prostih elektronov. Tako s povišanjem temperature povečamo amplitudo nihanja ionov kristalne mreže in s tem ustvarimo večjo oviro za usmerjeno gibanje elektronov. Posledično se upornost prevodnika poveča.
Po drugi strani, ko se temperatura prevodnika poveča, se poveča tudi toplotno gibanje elektronov. To pomeni, da njihovo gibanje postaja bolj kaotično kot usmerjeno. Višja kot je temperatura kovine, več stopenj svobode se manifestira, katerih smer ne sovpada s smerjo električnega polja. To povzroči tudi večje število trkov prostih elektronov z ioni kristalne mreže. Tako toplotni upor prevodnika ne določa le toplotno gibanje prostih elektronov, temveč tudi toplotno vibracijsko gibanje ionov kristalne rešetke, ki postaja vse bolj opazno, ko se temperatura kovine poveča.
Iz vsega povedanega lahko sklepamo, da najboljši vodniki so "hladni". Zaradi tega superprevodniki, katerih upor je enak nič, vsebujejo izjemno nizke temperature, izračunano v enotah Kelvin.
Video na temo
Trenutna oprema, avtomatizacija in avtomobilska industrija verjetno ne bosta brez kakršnih koli krmilnikov. Ta vrsta naprav vključuje tudi temperaturne senzorje, katerih obseg je neomejen.
1. Senzor toplotne upornosti. Takšne naprave delujejo na principu spreminjanja električnega upora prevodnika, ko pride do temperaturnih nihanj. Ti senzorji so enostavni za uporabo, so zelo zanesljivi, občutljivi in bolj natančni.
2. Polprevodniški toplotni senzorji so zasnovani na principu odzivanja na transformacijo karakteristik (p-n) spoja pod vplivom temperature. Serija takšnih senzorjev je zelo enostavna zasnova in ima odlično razmerje med ceno in vzdržljivostjo.
3. Termoelektrični senzorji ali termočleni, kot jih tudi imenujemo. Ta tip tipala deluje na podlagi učinka temperaturne razlike med parom prevodnikov, ki sta v različnih okoljih. Zaradi tega se v zaprtem krogu tega para prevodnikov pojavi impulz; senzorji signalizirajo spremembo temperature drug glede na drugega. Te naprave ne zagotavljajo enake natančnosti kot njihovi primerki, opisani zgoraj, in so strukturno bolj okorni.
4. Pirometri. To so brezkontaktni senzorji, ki beležijo temperaturo v bližini predmeta. Ta vrsta naprave ima veliko prednost, da lahko deluje na razdalji od mehanizma, v katerem je treba zabeležiti temperaturne odčitke.
5. Akustični senzorji. Princip delovanja temelji na spremembi hitrosti zvoka v atmosferi, ko se spremeni temperatura okolja, v katerem se senzor nahaja. Takšne naprave se uporabljajo v okoljih, kjer uporaba kontaktnih temperaturnih senzorjev ni možna.
6. Piezoelektrični senzorji. Pomen naprave je naslednji: na kremenčevo podlago, iz katere je sestavljen sam senzor, se nanaša določen niz impulzov, zato ima ta material s spremembo temperature drugačno frekvenco raztezanja.
Dandanes je težko najti osebo, ki ne bi slišala za takšne naprave, kot so termometer, laboratorijske tehtnice ali peščena ura, in ne bi znala pojasniti, čemu so namenjene.
Če je bila prej široko uporabljena beseda termometer, ki je bila povezana le z živosrebrnim termometrom, se je zdaj trg laboratorijske opreme in merilnih instrumentov tako razširil, da je besedi termometer dodana še ena beseda, ki določa njegovo vrsto ali princip delovanja: mleko. , tehnične, petrolejske, za vodo, okenske, plinske, optične, infrardeče, toplotne trakove. Raznolikost tega izdelka je mogoče najti v skoraj vsaki lekarni, vendar je njihovo razumevanje in izbira najprimernejšega precej težavna, saj ima vsak model poleg svojih prednosti tudi številne pomanjkljivosti.
je naprava za merjenje temperature telesa, vode, zemlje, zraka itd. Princip delovanja temelji na lastnosti tekočine, da se pod vplivom toplote širi. Zaradi dejstva, da je naprava za merjenje temperature nezahtevna za uporabo, se pogosto uporablja tako na tehničnem področju in v laboratorijski praksi kot v vsakdanjem življenju. Danes obstaja veliko število vrste takšne merilne opreme, ki se razlikujejo po načinu delovanja, vendar je njihova glavna naloga merjenje temperature.
Mnogi znanstveniki so delali na izumu termometra. Vendar pa je temelje sodobnega merjenja temperature leta 1592 postavil Galileo Galilei. Zasnova njegove naprave je bila zelo preprosta. Termoskop-termometer je pokazal le spremembo stopnje segretja telesa. Zaradi pomanjkanja lestvice je bila nepopolna zaradi nezmožnosti določitve točne vrednosti temperature. V začetku 18. stoletja je nemški znanstvenik Fahrenheit prvi izumil sodoben merilni instrument - živosrebrni termometer s standardno lestvico. Celzij je kasneje določil konstanti za točko taljenja ledu in vrele vode.
Sodobni trg laboratorijske opreme in instrumentov je tako velik, da jih našteti in razumeti ni tako enostavno. Vendar pa takšna raznolikost pomaga najti največ primerna možnost termometer:
Tekočina - najpogostejša vrsta, ki temelji na toplotnem raztezanju kemičnih reagentov (živo srebro, kerozin, etilni alkohol, pentan, toluen itd.). V primerjavi z drugimi termometri ima živosrebrni termometer več prednosti zaradi prednosti uporabljene kemikalije. Natančno zaznava telesno temperaturo, je vzdržljiv, enostaven za sterilizacijo in ima nizko ceno. (najpogostejše ime) ima največjo natančnost pri določanju temperature, katere napaka je približno 0,1 °C. Krhko laboratorijsko steklo in strupeno polnilo pa ob neprevidni uporabi predstavljata nevarnost za ljudi;
Mehanski – po principu delovanja podoben tekočini in se uporablja za avtomatsko regulacijo temperature in električno signalizacijo;
Elektronsko ali digitalno – zasnovano okoli vgrajenega senzorja, 
kjer so prikazani podatki. Poleg tega lahko takšni modeli nudijo funkcije, kot so shranjevanje najnovejših rezultatov v pomnilnik, osvetlitev ozadja, zvočne signale in zamenljivo lestvico Celzij-Fahrenteit. Vendar pa ima takšna naprava številne resne pomanjkljivosti: nezmožnost sterilizacije, visoka stopnja napake in znatni stroški;
Infrardeči (pirometer) je dokaj nova vrsta te naprave. Meritve se izvajajo zaradi prisotnosti občutljivega elementa, ki lahko bere podatke iz infrardečega sevanja telesa, katerih rezultati so prikazani na zaslonu. Določanje temperature s takšnimi termometri se pojavi v 2-15 sekundah. Odsotnost neposrednega stika z osebo je največja prednost te vrste, saj omogoča merjenje temperature v nestabilnih situacijah (speči bolniki, muhasti otroci itd.).
Termometer kot eno najpogosteje uporabljenih naprav je treba kupiti v lekarni ali specializirani trgovini, kot je na primer spletna trgovina kemičnih reagentov Moskva na drobno in veleprodaja Prime Chemicals Group. Specializirano je za prodajo kemičnih reagentov, laboratorijske opreme in instrumentov, laboratorijske steklovine in drugih materialov. Vsi izdelki so certificirani in ustrezajo standardom GOST. Na naši spletni strani lahko kupite laboratorijske tehtnice, analitske tehtnice, elektronske laboratorijske tehtnice, termometer in hidrometer, katerih cene so najbolj ugodne na sodobnem farmacevtskem trgu.
“Prime Chemicals Group” – zanesljiva oprema evropske kakovosti!
Kupljeni termometer kaže 1,5 stopinje manj (35,1 namesto 36,6), kaj narediti, da spremenim kalibracijo?
Igor, Omsk
Dragi Igor, najprej se vam zahvaljujemo, da ste izbrali naš elektronski termometer. Na žalost niste navedli modela naprave, zato vam ne morem dati natančnih citatov iz navodil za uporabo za vaš model. Uporabil bom klasična navodila za elektronski termometer.
Najprej nekaj besed o principu delovanja elektronskega termometra. Za razliko od klasičnega živega srebra, kjer se temperatura kaže zaradi povečanja volumna živega srebra pri segrevanju, zaradi česar je na splošno nepomembno, kako ga držimo, lahko ga celo prekrižamo pod pazduho, to ne bo spremenilo ničesar, elektronski - senzor se nahaja na koncu in samo segrevanje tega dela vpliva na temperaturo (upor prevodnika se spreminja glede na temperaturo) v preostalem delu termometra samo žice. Zato morate zelo natančno preučiti, kako se meri temperatura. Konica mora biti "zataknjena v meso", tj. trdno ga »zapičite« v pazduho in močno pritisnite z roko. Če stik ni tesen ali je senzor delno prost, bo temperatura nižja.
Nadalje. V navodilih piše, da " Zvočni signal ni signal za zaključek meritve. To pomeni, da se vaša temperatura dvigne, vendar le rahlo. Priporočamo, da termometer po signalu držite še nekaj sekund." Če to prevedemo v preprost jezik, potem ko termometer piska, ga morate vzeti ven, pogledati temperaturo, ga držati (da se prepričate še eno minuto) nato poglejte kazalnike in si zapomnite razliko. Nato to razliko dodajte meritvi dodatni čas ne čakati. Običajno je razlika 0,3-0,4 stopinje. vendar prvič, ko ga morate preveriti.
Tako lahko napačna tehnika merjenja in zgodnja odstranitev termometra povzročita "napako" 1,5 stopinje. Ampak ko pravilno uporabo ne bo nobenih težav.
Če dvomite o točnosti odčitkov termometra, obstaja fantastično preprost test - natočite kozarec topla voda približno telesna temperatura. oz vroča kopel. Tja postavite živo srebro in konico elektronskega termometra. Podatki bodo po 3 minutah enaki. Tako boste lahko ocenili, kako dobro termometer deluje. Če ta test pokaže, da so težave s termometrom, kontaktirajte servisni center. Prepričan sem, da ti lahko pomagajo.
Vse to velja za klasični elektronski termometer. Če imate infrardeči termometer, potem napišite. Povedal vam bom, kako pravilno vzdrževati in meriti s to napravo. Prepričan sem, da so vse težave rešljive.
