Какие бывают термометры: Температура и термометр — урок. Окружающий мир, 2 класс.

Классификация термометров — «Термаркет»

Главная » Классификация термометров

Термометр — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и т.д.

Принцип работы

Действие термометра основано на зависимости различных аддитивных физических величин от температуры. При измерении термометр приводится в тепловое равновесие с объектом, температура которого определяется. В каждом типе термометра непосредственно измеряется определенная физическая величина, связанная с температурой известной зависимостью. которая называется температурной шкалой. Бесконтактные высокотемпературные термометры, основанные на измерении параметров оптимального излучения, называются пирометрами.

Типология термометров

По принципу действия все приборы для измерения температуры можно разделить на следующие типы:

• манометрические — изменение температуры фиксируется изменением давления;
• жидкостные — основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды;
• газовые — используют зависимость давления газа от температуры;
• биметаллические (механические) — в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла;
• электронные — принцип работы основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды;
• оптические (пирометры) — позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров при изменении температуры;
• инфракрасные — позволяет измерять температуру без непосредственного контакта с измеряемой средой.

По назначению разделяют следующие виды термометров:

• технические предназначены для общего назначения, используются в различных промышленных областях;
• коррозионностойкие — для эксплуатации в особо жестких условиях, имеют высокий класс пылевлагозащиты;
• игольчатые применяются для измерения густых, сыпучих и вязких сред;
• трубные используются для измерения температуры на поверхности труб;
• судовые применяется в системах и аппаратах судов;
• сельскохозяйственные используются в складских помещениях и инкубаторах;
• самопишущие предназначены для измерения температуры и записи ее во времени на дисковой диаграмме, для использования в системах автоматического управления температурой;
• сигнализирующие — для оповещения о достигнутых значениях температуры;
• метеорологические предназначенных для метеорологических станций;
• вибростойкие применяются в условиях высоких вибраций;
• электроконтактные — для управления внешними электрическими цепями от сигнализирующих устройств приборов;
• лабораторные применяются для высокоточных измерений в лабараторных условиях;
• для нефтепродуктов применяются в нефтяной промышленности для контроля температуры и анализа качества нефтепродуктов.

Применение термометров

Термометры используются на предприятиях в сельском хозяйстве, нефтехимической, химической, горно-металлургической промышленностях, в машиностроении, жилищно- коммунальном хозяйстве, транспорте, строительстве, медицине, словом во всех жизненных сферах.

«Термаркет» © 2014 — 2023
Все права защищены.

Приборы для измерения температуры — виды и принцип действия

Главная

>

Поддержка

>

Публикации

>

Приборы, измеряющие температуру: 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.

• Виды термометров по принципу действия
  • Контактные
  • Термометры сопротивления
  • Электронные термопары
  • Манометрические
  • Бесконтактные пирометр
• Виды термометров по использованию

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.

Термометр

Термометр — это прибор для измерения температуры. Он может измерять температуру твердого вещества, такого как пища, жидкости, такой как вода, или газа, такого как воздух. Тремя наиболее распространенными единицами измерения температуры являются градусы Цельсия, Фаренгейта и Кельвина.

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

Три страны не используют шкалу Цельсия. Соединенные Штаты, Бирма и Либерия используют шкалу Фаренгейта для измерения температуры. Однако даже в этих странах ученые используют шкалу Цельсия или Кельвина для измерения температуры. Вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту и кипит при 212 градусах по Фаренгейту.

Шкала Кельвина используется физиками и другими учеными, которым необходимо записывать очень точные температуры. Шкала Кельвина — единственная единица измерения, включающая температуру «абсолютного нуля», полного отсутствия какой-либо тепловой энергии. Это делает шкалу Кельвина незаменимой для ученых, рассчитывающих температуру объектов в холодных уголках космоса. Вода замерзает при 273 кельвинах, а кипит при 373 кельвинах. Мы не измеряем температуру наружного воздуха по шкале Кельвина, потому что в ней используются такие большие числа: день с температурой 75 градусов по Фаренгейту будет читаться как 29 градусов. 7 кельвинов!

Типы термометров  

Жидкостные термометры

Жидкость расширяется с постоянной, измеримой скоростью при нагревании. По этой причине обычная форма термометра содержит жидкость в узкой стеклянной трубке. Ртуть — один из самых известных материалов, используемых в жидкостных термометрах. Другие жидкости, такие как керосин или этанол, также могут использоваться в этих типах термометров.

При повышении температуры жидкость расширяется из чаши или колбы в пустое пространство, поднимаясь вверх по трубке. Когда температура падает, жидкость сжимается и опускается вниз. Жидкостные термометры часто включают температурные шкалы Цельсия и Фаренгейта, которые отображаются на обеих сторонах трубки.

Максимальный термометр — это известный тип жидкостного термометра. В максимальном термометре жидкость выталкивается вверх по стеклянной трубке, но не может легко упасть при понижении температуры. Максимальную температуру за заданный период времени можно наблюдать после извлечения термометра из окружающей среды. Максимальные термометры обычно используются для измерения температуры тела человека.

Жидкостные термометры могут иметь ограничения по типу используемой жидкости. Ртуть, например, становится твердой при -38,83 градуса Цельсия (-37,89градусов по Фаренгейту). Ртутные термометры не могут измерять температуру ниже этой точки. Спирты, такие как этанол, кипят примерно при 78 градусах Цельсия (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 атмосферное давление настолько, чтобы поднять уровень ртути в жидкостном термометре.

Электронные термометры работают с инструментом, называемым термистором. Термистор изменяет свое сопротивление электрическому току в зависимости от температуры. Компьютер измеряет сопротивление термистора и преобразует его в показание температуры.

Другие термометры

Сегодня специальные термометры используются для различных целей. Например, криометр измеряет очень низкие температуры. Криометры используются для измерения температуры в космосе. Пирометры используются для измерения очень высоких температур. Сталелитейная промышленность использует пирометры для измерения температуры железа и других металлов.

Астрономы используют инфракрасные термометры, например, 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 градуса 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 13,82 миллиарда лет назад.

Спортивные тренеры используют термометры-таблетки для предотвращения и лечения заболеваний, связанных с жарой, таких как тепловой удар. После проглатывания термометр-таблетка передает информацию о внутренней температуре тела в течение 18–30 часов. Термометры-таблетки используют жидкие кристаллы для отслеживания изменений температуры тела и передачи радиоволн на источник вне тела, который записывает и отображает эти данные.

Исследователи из Гарвардского университета разработали нанотермометр, способный измерять колебания температуры внутри отдельной живой клетки. Используя «иглу» из нанопроволоки, исследователи вводят углеродные нанокристаллы внутрь клетки. Эти кристаллы имеют длину менее 5 нанометров (лист бумаги имеет толщину 100 000 нанометров) и обнаруживают невероятно малые колебания температуры. В настоящее время ученые разрабатывают технологии нанокристаллов, которые могут изменять клеточную температуру. Эти технологии в конечном итоге могут быть использованы в медицинских процедурах, которые перегревают и убивают рак на клеточном уровне.

Краткий факт

Градусы температуры
Шкалы Цельсия и Фаренгейта используют градусы для измерения температуры. Например, вода кипит при 100 градусах Цельсия и 212 градусах по Фаренгейту.

Шкала Кельвина не использует градусы. В качестве единицы измерения используется кельвин, сокращенно K. Температуры в кельвинах никогда не читаются как градусы кельвина или градусы кельвина. Вода кипит при температуре 373 Кельвина.

Краткий факт

Фаренгейты
Даниэль Габриэль Фаренгейт был польским физиком, который изобрел один из самых известных типов термометров, в котором используется ртуть в стекле. В его честь была названа температурная шкала Фаренгейта.

Краткий факт

Самый большой в мире Самый большой в мире термометр, расположенный за пределами Лас-Вегаса, имеет высоту 134 фута и отмечает самую высокую температуру, когда-либо зарегистрированную в Северной Америке: 134 градуса по Фаренгейту. Эта температура была измерена в близлежащей Долине Смерти в 1934.

Статьи и профили

Oddity Central: знакомство с термометром

Интерактивы

Математика — это весело: интерактивный термометр

Energy Foundations for High School Chemistry

Мы все использовали термометр — чтобы проверить, нет ли лихорадки записывать данные во время химической лаборатории или помочь нам решить, как одеться перед уходом в школу утром. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как работает термометр? А когда вы измеряете температуру, что именно вы измеряете?

Префикс термо- относится к теплу. Термодинамика изучает тепло. Термос либо сохраняет тепло внутри, либо снаружи. Вы носите термобелье, чтобы предотвратить утечку тепла тела. Однако, несмотря на свое название, термометр на самом деле регистрирует не тепло, а температуру. Температура и теплота — два принципиально разных понятия.

Термометр со шкалами Цельсия и Фаренгейта.

Температура — это мера средней кинетической энергии молекул внутри вещества. Когда вы записываете температуру чего-либо, вы делаете заявление о том, как быстро движутся молекулы. Когда вы ждете автобус утром в середине января, вместо того, чтобы сказать: «Боже, сегодня утром здесь холодно», правильнее было бы сказать: «Боже, молекулы в воздухе движутся довольно быстро». медленно сегодня утром!»

Тепло в зависимости от температуры

Тепло определить немного сложнее. Теплота относится к движению энергии от вещества с высокой температурой к веществу с низкой температурой. Тепло всегда относится к энергии в пути. Вещество может иметь высокую температуру, но мало тепла для передачи. Капля кипящей воды содержит меньше фактического тепла, чем ванна, полная воды при более низкой температуре
. Температура является мерой только средней кинетической энергии молекул, но поскольку теплота зависит от полной энергии, между ними нет простого универсального отношения.

Вот пример из повседневной жизни, который помогает проиллюстрировать разницу между теплом и температурой. Возьмем лед: когда вы охлаждаете напиток льдом, много тепла переходит от напитка ко льду (поэтому температура напитка падает). Но температура льда не повышается, она остается на уровне 0 °C — тепло уходит на разрыв взаимодействий между молекулами воды, чтобы растопить лед (при 0°) и образовать воду (по-прежнему при 0°). Лед и вода при 0° имеют одинаковую температуру, но очень разное количество тепла.

Температурные весы

В Соединенных Штатах большинство термометров для повседневного использования откалиброваны в градусах Фаренгейта. В большинстве стран мира температура измеряется в градусах Цельсия. В какой-то момент в 18 веке использовалось около 35 различных температурных шкал! Многие ученые чувствовали необходимость разработать единую температурную шкалу, которая получила бы широкое признание.

Одной из температурных шкал, которая имела некоторый успех, была шкала Ромера, которая впервые была использована в 1701 году. Эта температурная шкала была изобретена Оле Кристенсеном Ромером, датским астрономом, чья самая большая слава была связана с измерением скорости света в 1676 году. Температурная шкала установила температуру кипения воды на уровне 60° и точку замерзания на уровне 7,5°. Самая низкая температура, которую можно было достичь при помощи смеси соли и льда, равнялась 0°. Поскольку большинство людей того времени не слишком заботились о температуре льда и соли, эти весы были обречены на свалку истории.

Сравнение трех температурных шкал.

Даниэль Габриэль Фаренгейт, немецкий физик, опубликовал альтернативную шкалу в 1724 году. Заимствуя из работы Ромера, он установил 0 °F как самую низкую температуру, которая может быть достигнута с помощью смеси соли, льда и аммония. хлористый. (Неясно, использовал ли Ромер также хлорид аммония в своих экспериментах, так как многие его записи были уничтожены при пожаре. ) Фаренгейты установили точку замерзания воды на уровне 32°, а температуру тела человека на уровне 9°.6°, которую он определил, измерив температуру под мышкой жены. Каждый градус его шкалы соответствовал одной десятитысячной первоначального объема ртути, использованного в его термометре. По сей день существуют серьезные разногласия относительно того, как Фаренгейт на самом деле пришел к его температурной шкале. Он никогда не раскрывал, как именно он пришел к контрольным точкам для своего термометра, поскольку не хотел, чтобы другие конструировали и продавали термометры, которые он совершенствовал большую часть своей жизни.

Его шкала получила широкое признание, потому что с ней мог ознакомиться каждый, поскольку 0 ° F и 100 ° F были самой низкой и самой высокой температурой, обычно наблюдаемой на любой регулярной основе в Западной Европе. Если температура поднималась выше 100°, вы знали, что было очень жарко. Если температура опускалась ниже 0°, вы знали, что было довольно холодно. Были ли эти точки намеренно выбраны для представления этих крайностей или просто так получилось, до сих пор обсуждается. Самая большая проблема с этой шкалой заключалась в том, что точки замерзания и кипения воды были установлены на 32º и 212°, не совсем круглые числа. Это было проблемой не столько для широкой публики, сколько для ученых, которые склонны зацикливаться на таких вещах. Однако другие постулировали, что размещение 180 градусов между точками замерзания и кипения воды было не произвольным, а вполне рациональным, поскольку это число представляет собой количество градусов в половине окружности.

Андерс Цельсий

Чтобы решить эту проблему, шведский астроном Андерс Цельсий в 1742 году изобрел другую шкалу, установив точки замерзания и кипения воды на 0° и 100° с интервалом в 100 делений. Следовательно, она была названа шкалой Цельсия, так как приставка санти- представляет собой одну сотую. Цельсия первоначально установила точку замерзания воды на уровне 100°, а точку кипения на уровне 0°. Позже это было отменено после его смерти. Большинство стран, принявших метрическую систему измерения, используют эту шкалу температуры, так как она удобно разбита на единицы по 10. В 1948, шкала Цельсия была официально обозначена как шкала Цельсия, хотя некоторые люди до сих пор используют устаревший термин.

Самая научная шкала, используемая сегодня, — это шкала Кельвина, или абсолютная шкала температур. Он был разработан британским ученым Уильямом Томсоном (лордом Кельвином) в 1848 году. Поскольку температура является мерой молекулярного движения, имеет смысл только то, что нулевая точка вашей шкалы должна быть точкой, в которой прекращается молекулярное движение. Это именно то, что делает шкала Кельвина. 0 градусов Кельвина (К) — это точка, при которой все молекулы перестают двигаться. 0 K известен как абсолютный нуль, который на самом деле никогда не достигался. В 2003 году в Массачусетском технологическом институте ученые вплотную приблизились к абсолютному нулю, получив морозную температуру 4,5×10-9K.

Шкала Кельвина в основном используется в науке, и температура должна быть выражена в Кельвинах при решении многих уравнений, связанных с температурой, таких как газовые законы. Но он слишком громоздкий для повседневного использования, поскольку температура замерзания воды составляет 273 К, а температура кипения — 373 К.

Типы термометров

Галилеев термометр

Первым современным термометром был термометр для сырой воды, который, как считается, был изобретен Галилео Галилеем в 159 г.3. В 1611 году Санкториус Санкториус, коллега Галилея, произвел численную калибровку термометра. Во многих из этих первых термометров использовалось вино, так как содержание алкоголя не позволяло ему замерзнуть, а его красный цвет облегчал считывание показаний. Однако эти первые термометры были очень чувствительны к давлению воздуха и функционировали как барометры, так и как термометры. Так что в конце концов все термометры были сконструированы из запаянных стеклянных трубок, из которых был удален весь воздух. Поскольку эти вакуумные трубки были отрезаны от внешней атмосферы, изменения давления воздуха не повлияли на показания температуры. В 1709 г.Фаренгейт изобрел спиртовой термометр, а в 1714 году изобрел первый ртутный термометр. Все термометры работают по одному основному принципу: предметы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении.

Термометры с колбой

Наиболее распространенным термометром является термометр с колбой, который состоит из большой колбы, наполненной жидкостью, и узкой стеклянной трубки, по которой жидкость поднимается. Все жидкости расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении (за исключением воды, находящейся вблизи точки замерзания; ледяная вода при 0 °C сжимается до 4 °C, где она расширяется, как и другие материалы), что объясняет, почему жидкость в термометре поднимается вверх. при повышении температуры и падает при ее понижении. Ртуть была предпочтительной жидкостью в течение многих лет, потому что она расширяется и сжимается с очень постоянной скоростью, что делает ртутные термометры очень точными. Однако из-за опасений по поводу токсичности ртути ртуть часто заменяют спиртом красного цвета. Меркурий имеет серебристый цвет. Замерзает при -39°C, поэтому его нельзя использовать при более низких температурах.

Биметаллические ленточные термометры

Другим очень распространенным типом термометров являются биметаллические ленточные термометры. Этот термометр состоит из двух разных металлов, таких как медь и железо, которые сварены вместе. Каждый из используемых металлов имеет разный коэффициент линейного расширения, или, проще говоря, эти металлы расширяются с разной скоростью. К этой биметаллической полосе подключена стрелка, которая указывает правильную температуру на лицевой стороне термометра. Поскольку эти металлы расширяются с разной скоростью, при нагревании сварная полоса металла изгибается. При охлаждении он изгибается в противоположном направлении. Разновидностью биметаллического ленточного термометра является термостат, используемый в домах и автомобильных двигателях. Эти термостаты изготовлены из тонкой биметаллической пластины, свернутой в виде змеевика, что делает его более чувствительным к незначительным колебаниям температуры.

Инфракрасные термометры

Интересный термометр — инфракрасный термометр. Это портативное устройство используется простым нажатием кнопки, когда вы указываете на объект. Цифровой индикатор сообщает вам температуру. Все объекты выше абсолютного нуля излучают инфракрасное излучение (ИК) — невидимую (человеческому глазу) форму электромагнитной энергии. Инфракрасное излучение, которое мы испускаем, широко известно как тепло тела. Инфракрасный термометр имеет линзу, которая фокусирует инфракрасную энергию на детектор,
, который измеряет интенсивность ИК-излучения и преобразует это показание в температуру. Инфракрасные термометры имеют широкий спектр применения. Они используются пожарными для обнаружения горячих точек в зданиях и ресторанах, чтобы убедиться, что подаваемая еда еще теплая. Инфракрасные термометры также используются для определения температуры человеческого тела, автомобильных двигателей, плавательных бассейнов, горячих ванн или всякий раз, когда требуется быстрое измерение температуры поверхности.

Всплывающие окна

Всплывающий термометр для индейки

Вы готовите индейку на День Благодарения и хотите убедиться, что внутренности индейки полностью готовы. Чтобы убедиться, что вы не лакомитесь недоваренной птицей, вы можете использовать гениальное устройство, известное как всплывающий таймер индейки. Этот инструмент просто втыкается в индейку, и когда индейка готова, появляется красный индикатор (A). Маленький красный индикатор подпружинен (B) и удерживается на месте цельным металлическим шариком (C). Когда этот металл достигает температуры 85 °C, что является температурой полностью приготовленной индейки, он плавится, вызывая красный цвет 9.Появится индикатор 0051.

Эта технология аналогична той, что используется в разбрызгивателях на потолках многих зданий, которые фактически послужили источником вдохновения для выдвижных таймеров индейки. При достижении определенной температуры металлический компонент внутри этих спринклеров плавится, активируя спринклер. Смешивая различные металлы, можно создать определенный сплав с желаемой температурой плавления. Всплывающие таймеры можно приобрести для разных видов мяса, от ветчины до кур. Вы даже можете купить всплывающий таймер для стейка, который появляется с шагом, указывающим на прожарку от редкой до хорошо прожаренной.

А теперь кое-что совершенно другое…

Пожалуй, самый необычный из когда-либо изобретенных термометров — это термометр Галилея, основанный на аналогичном устройстве, изобретенном Галилеем. Этот прибор совсем не похож на термометр, так как состоит из нескольких стеклянных сфер, содержащих жидкости разного цвета, которые подвешены в цилиндрическом столбе прозрачной жидкости. К каждой из цветных сфер прикреплена маленькая металлическая бирка с выгравированной температурой. Температура определяется путем считывания метки на самой нижней плавающей сфере. По мере повышения температуры сферы начнут падать одна за другой. Когда температура падает, сферы поднимаются одна за другой.

Жидкость внутри каждой стеклянной сферы состоит либо из окрашенной воды, либо из спирта. Каждая из сфер имеет немного разную массу и, следовательно, немного разную плотность, поскольку объем каждой сферы одинаков. Каждая сфера отличается по массе примерно на 0,006 грамма. Эта разница достигается за счет того, что каждая метка имеет немного разную массу. Прозрачная жидкость, окружающая сферы, представляет собой инертное масло на углеводородной основе, похожее на минеральное масло. При нагревании эта жидкость расширяется, становясь менее плотной. Менее плотные жидкости обладают меньшей выталкивающей силой, поэтому самая плотная сфера будет тонуть. Если температура продолжает расти, молекулы окружающей жидкости будут продолжать расходиться друг от друга, в результате чего падает больше сфер. Когда жидкость охлаждается, ее молекулы сближаются, создавая большую выталкивающую силу, заставляя сферы подниматься. Сами сферы не расширяются и не сжимаются так сильно, как окружающая жидкость при нагревании или охлаждении, поскольку они состоят из стекла, которое почти не расширяется при нагревании. Несмотря на то, что он не похож на обычный термометр, термометр Галилео по-прежнему работает по тому же основному принципу, что и большинство других термометров: вещества расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении.

Что ждет термометры в будущем?

Технологии прошли долгий путь со времен Галилея, но его термометр и по сей день имеет футуристический вид. Еще один футуристический термометр, доступный сегодня, — это термометр CorTemp. Разработанный доктором Леонардом Кейлсоном из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса совместно с НАСА, термометр CorTemp проглатывается, что позволяет получать точные показания температуры во время его прохождения или размещения в определенном месте тела.