Ну-с, ніж температуру міряти будемо?
«Термометром, зрозуміло!» - Відповісте ви, маючи на увазі ртутний або спиртової термометр. Але сучасне уявлення про термометрах набагато ширше.
Термометром взагалі називають прилад, що вимірює температуру при безпосередньому контакті з досліджуваної середовищем. Дія його заснована на зміні будь-яких фізичних властивостей речовини.
Найбільш поширені термометри рідинні, біметалеві, манометрические, опору, термоелектричні.
Для безконтактних вимірювань (тобто дистанційних) створений інший клас приладів - пірометри. Це оптичні прилади, що визначають температуру середовища по її випромінюванню або поглинанню.
Найдавніший термометр
Довгий час людина користувалася лише своїми «вбудованими термометрами». Адже на одному квадратному сантиметрі поверхні його тіла розташоване 12-15 рецепторів холоду і 1-2 рецептора тепла. (Загальна поверхня тіла становить півтора-два квадратних метри, або 15 000-20 000 кв.см).
До цього слід додати і внутрішні рецептори. Адже ми відчуваємо, яку їжу споживаємо: холодну або гарячу. Відчуваємо мовою, зубами, стравоходом, шлунком ...
Середньовічні вчені теж судили про вимірювану температурі по своїх відчуттів. Але для більшого наукообразия винайшли спеціальну температурну шкалу. І на ній три розподілу: гаряче, тепло, холодно.
Щоб судити про точність такої шкали, ви можете провести нескладний досвід. Потримайте руки пару хвилин у воді: одну - в холодній, іншу - у гарячій. Потім обидві опустіть в теплу воду. Що вони вам «скажуть» про температуру?
Ох вже цей Галілей!
Галілео Галілей, перед тим як створити свій телескоп і грунтовно насолити Інквізиції, розігрівався на дрібницях. В результаті і з'явився перший у світі рідинний термометр. За сучасними і досить суперечливим даними, це сталося в 1592 ... 1597.
Ідея Галілея стала подобою кістки, кинутої в натовп зголоднілих вчених. І що вони з нею тільки не виробляли! І конструкцію перекроювали. І рідини тасували. І шкалу перевертали. І нуль по ній рухали ... Найзавзятішими виявилися четверо: Фаренгейт, Реомюр, Цельсій і Кельвін.
Особливості рідинного термометра
У наш час для наукових досліджень застосовують термометри зі шкалою Кельвіна. В інших випадках використовується шкала Цельсія або шкала Фаренгейта (в США).
Дія рідинного термометра засноване на розширенні рідини при її нагріві. Діапазон вимірюваних температур залежить від конкретної рідини, що заповнює термометр. Точніше, від температури її застигання (плавлення) і від температури її кипіння.
Виходячи з потреб, термометр заповнюють пентаном (-200 ... + 20проС), етиловим спиртом (-80 ... + 70проС), гасом (-20 ... + 300проС), ртуттю (-35 ... + 750проС) та ін.
Найпоширенішими є ртутні термометри, оскільки володіють самим широким робочим діапазоном. При нормальному тиску в термометрі діапазон починається при -35проС і закінчується при +356проС. Якщо створити невеликий надлишковий тиск, заповнивши капіляр азотом, то верхня межа працездатності відсувається до +750проС. Ртуть - Єдиний метал, рідкий при кімнатній температурі. Нижче температури плавлення (-38,9проС) застигає, утворюючи ковку тягучу масу.
Як і раніше, в строю
Хоча в даний час створюються все нові типи термометрів, рідинні і раніше в строю і займають лідируюче положення. Цьому сприяють:
- Простота їх конструкції;
- Автономність - вони не залежать від зовнішнього джерела енергії, як, наприклад, терморезистори;
- Великий діапазон виміру (-200 ... + 750проС), що охоплює як температуру рідкого кисню (кипить при -182,97проС), так і температуру плавлення багатьох металів, наприклад, алюмінію (плавиться при 660проС).
До недоліків рідинних термометрів відносять їх значну теплову інерцію і габарити, не завжди зручні в роботі.
Користуючись цими приладами в побуті та на виробництві, ми з вдячністю знімаємо капелюха перед їхніми творцями.
