Πώς λειτουργεί ένα θερμόμετρο;
1. Θερμόμετρα υγρού σε γυαλί:
* Πώς λειτουργεί: Αυτά τα θερμόμετρα περιέχουν ένα υγρό (συνήθως υδράργυρο ή αλκοόλ) που επεκτείνεται καθώς ζεσταίνεται και συστέλλεται καθώς δροσίζει. Το υγρό σφραγίζεται μέσα σε ένα γυάλινο σωλήνα με κλίμακα που σημειώνεται πάνω του. Καθώς το υγρό επεκτείνεται, ανεβαίνει το σωλήνα, υποδεικνύοντας τη θερμοκρασία.
* Γιατί λειτουργεί: Τα υγρά έχουν μια ιδιότητα που ονομάζεται Θερμική επέκταση , που σημαίνει ότι αλλάζουν τον όγκο (μέγεθος) όταν αλλάζει η θερμοκρασία τους. Αυτή η μεταβολή του όγκου είναι άμεσα ανάλογη με την αλλαγή θερμοκρασίας, επιτρέποντάς μας να χρησιμοποιήσουμε την επέκταση του υγρού για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
2. Ψηφιακά θερμόμετρα:
* Πώς λειτουργεί: Τα ψηφιακά θερμόμετρα περιέχουν ένα θερμίστορ (Αντίσταση ευαίσθητη στη θερμοκρασία). Όταν ο θερμίστορ θερμαίνεται, η ηλεκτρική αντίσταση αλλάζει. Το θερμόμετρο μετρά αυτή την αλλαγή στην αντίσταση και το μετατρέπει σε ανάγνωση θερμοκρασίας, εμφανίζοντας την σε μια ψηφιακή οθόνη.
* Γιατί λειτουργεί: Τα θερμίστορ είναι κατασκευασμένα από υλικά των οποίων η ηλεκτρική αντίσταση αλλάζει σημαντικά με τη θερμοκρασία. Αυτή η αλλαγή στην αντίσταση μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια και να σχετίζεται με την αλλαγή θερμοκρασίας.
3. Θερμόμετρα υπερύθρων (θερμόμετρα αυτιού ή μέτωπο):
* Πώς λειτουργεί: Αυτά τα θερμόμετρα μετρούν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο. Η ποσότητα της υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αντικειμένου.
* Γιατί λειτουργεί: Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασία πάνω από την απόλυτη μηδενική εκπομπή υπέρυθρη ακτινοβολία. Η ένταση αυτής της ακτινοβολίας αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Τα υπερύθιμα θερμόμετρα μετρούν αυτή την ένταση και μετατρέπουν την σε ανάγνωση θερμοκρασίας.
4. Θερμοσιλεία:
* Πώς λειτουργεί: Τα θερμοστοιχεία αποτελούνται από δύο διαφορετικά μεταλλικά σύρματα που εντάχθηκαν στο ένα άκρο. Όταν θερμαίνεται η διασταύρωση, παράγεται τάση. Αυτή η τάση είναι ανάλογη με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της διασταύρωσης και του άλλου άκρου των καλωδίων.
* Γιατί λειτουργεί: Τα διαφορετικά μέταλλα έχουν διαφορετικές ηλεκτρικές ιδιότητες. Αυτή η διαφορά προκαλεί τη δημιουργία τάσης όταν θερμαίνεται η διασταύρωση δύο ανόμοιων μετάλλων. Αυτή η τάση είναι άμεσα ανάλογη με τη διαφορά θερμοκρασίας, επιτρέποντας στο θερμοστοιχείο να μέτρησε τη θερμοκρασία.
Συνοπτικά, τα θερμόμετρα λειτουργούν μετρώντας μια φυσική ιδιότητα (όγκος, ηλεκτρική αντίσταση, υπέρυθρη ακτινοβολία ή τάση) που αλλάζει προβλέψιμα με θερμοκρασία. Αυτή η αλλαγή στη συνέχεια μετατρέπεται σε ανάγνωση θερμοκρασίας.
