Валентин Басванов Дебютант

Ну-с, чем температуру мерить будем?

«Термометром, разумеется!» — ответите вы, подразумевая ртутный либо спиртовой термометр. Но современное представление о термометрах намного шире.

Термометром вообще называют прибор, измеряющий температуру при непосредственном контакте с исследуемой средой. Действие его основано на изменении каких-либо физических свойств вещества.

Наиболее распространены термометры жидкостные, биметаллические, манометрические, сопротивления, термоэлектрические.

Для бесконтактных измерений (т.е. дистанционных) создан другой класс приборов — пирометры. Это оптические приборы, определяющие температуру среды по её излучению либо поглощению.

Самый древний термометр

Долгое время человек пользовался только своими «встроенными термометрами». Ведь на одном квадратном сантиметре поверхности его тела расположено 12−15 рецепторов холода и 1−2 рецептора тепла. (Общая поверхность тела составляет полтора-два квадратных метра, или 15 000−20 000 кв. см.)

К этому следует добавить и внутренние рецепторы. Мы ведь чувствуем, какую пищу потребляем: холодную или горячую. Чувствуем языком, зубами, пищеводом, желудком…

«Галилей отвечает на вопросы инквизиции» (Худ. Кристиано Банти, 1857 г.)

Средневековые учёные тоже судили об измеряемой температуре по своим ощущениям. Но для пущего наукообразия изобрели специальную температурную шкалу. И на ней три деления: горячо, тепло, холодно.

Чтобы судить о точности такой шкалы, вы можете провести несложный опыт. Подержите руки пару минут в воде: одну — в холодной, другую — в горячей. Затем обе опустите в тёплую воду. Что они вам «скажут» о температуре?

Ох уж этот Галилей!

Галилео Галилей, перед тем как создать свой телескоп и основательно насолить Инквизиции, разогревался на мелочах. В результате и появился первый в мире жидкостный термометр. По современным и весьма противоречивым данным, это произошло в 1592…1597 году.

Идея Галилея стала подобием кости, брошенной в толпу изголодавшихся учёных. И что они с ней только не вытворяли! И конструкцию перекраивали. И жидкости тасовали. И шкалу переворачивали. И ноль по ней двигали… Самыми рьяными оказались четверо: Фаренгейт, Реомюр, Цельсий и Кельвин.

...Самыми рьяными оказались четверо: Фаренгейт, Реомюр, Цельсий и Кельвин

Особенности жидкостного термометра

В наше время для научных исследований применяют термометры со шкалой Кельвина. В остальных случаях используется шкала Цельсия либо шкала Фаренгейта (в США).

Действие жидкостного термометра основано на расширении жидкости при её нагреве. Диапазон измеряемых температур зависит от конкретной жидкости, заполняющей термометр. Точнее, от температуры её застывания (плавления) и от температуры её кипения.

Исходя из потребностей, термометр заполняют пентаном (-200…+20оС), этиловым спиртом (-80…+70оС), керосином (-20…+300оС), ртутью (-35…+750оС) и др.

Самыми распространёнными являются ртутные термометры, поскольку обладают самым широким рабочим диапазоном. При нормальном давлении в термометре диапазон начинается при -35оС и заканчивается при +356оС. Если создать небольшое избыточное давление, заполнив капилляр азотом, то верхняя граница работоспособности отодвигается до +750оС. Ртуть — единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Ниже температуры плавления (-38,9оС) застывает, образуя ковкую тягучую массу.

Детский термометр "Уточка" без ртути

Как и прежде, в строю

Хотя в настоящее время создаются всё новые типы термометров, жидкостные по-прежнему в строю и занимают лидирующее положение. Этому способствуют:

  • простота их конструкции;
  • автономность — они не зависят от внешнего источника энергии, как, например, терморезисторы;
  • большой диапазон измерения (-200…+750оС), охватывающий как температуру жидкого кислорода (кипит при -182,97оС), так и температуру плавления многих металлов, например, алюминия (плавится при 660оС).

К недостаткам жидкостных термометров относят их значительную тепловую инерцию и габариты, не всегда удобные в работе.

Пользуясь этими приборами в быту и на производстве, мы с благодарностью снимаем шляпу перед их создателями.

Обновлено 22.02.2018
Статья размещена на сайте 21.06.2011

Комментарии (3):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • "ртутью (-35…750оС) и др.

    Самыми распространёнными являются ртутные термометры, поскольку обладают самым широким рабочим диапазоном. При нормальном давлении в термометре диапазон начинается при -35оС и заканчивается при +356оС. "
    Разные цифры.