Ako je vonku teplo? Aké bude dnes zima? Teplomer - prístroj používaný na meranie vzduchu teplota—Zrejmé nám to hovorí, ale ako nám to hovorí, je úplne iná otázka.
Aby sme pochopili, ako teplomer pracuje, musíme mať na pamäti jednu vec z fyziky: do ktorej sa tekutina rozširuje objem (množstvo priestoru, ktoré zaberá), keď sa teplota zohreje, a keď objem klesá, objem klesá ochladzuje.
Keď je teplomer vystavený atmosféra, teplota okolitého vzduchu ju prenikne, prípadne vyrovná teplotu teplomera vlastnou - proces, ktorého vymyslený vedecký názov je „termodynamická rovnováha“. Ak sa teplomer a jeho vnútorná kvapalina musia zahriať, aby dosiahli túto rovnováhu, tekutina (ktorá po zahriatí zaberie viac miesta) stúpne, pretože je zachytená vo vnútri úzkej trubice a nemá kam ísť ale hore. Podobne, ak musí kvapalina teplomeru vychladnúť, aby sa dosiahla teplota vzduchu, tekutina sa zmenší a trubica sa spustí dole. Keď teplota teplomera vyrovná teplotu okolitého vzduchu, tekutina sa prestane pohybovať.
Fyzický vzostup a pokles kvapaliny vo vnútri teplomeru je iba časťou toho, čo spôsobuje jeho fungovanie. Áno, táto akcia vám hovorí, že dochádza k zmene teploty, ale bez číselnej stupnice, ktorá by ju kvantifikovala, by ste nemohli zmerať, čo je to zmena teploty. Týmto spôsobom zohrávajú teploty spojené so skleneným teplomerom kľúčovú (aj keď pasívnu) úlohu.
Kto to vynašiel: Fahrenheit alebo Galileo?
Pokiaľ ide o otázku, kto vynašiel teplomer, zoznam mien je nekonečný. Je to preto, že teplomer sa vyvinul zo súboru myšlienok v 16. až 18. storočí, počnúc koncom 1500. rokov, keď Galileo Galilei vyvinul zariadenie využívajúce sklenenú trubicu naplnenú vodou s váženými sklenenými bójami, ktoré by plávali vysoko v skúmavke alebo dreze v závislosti od tepla alebo chladu vzduchu mimo nej (niečo ako láva lampa). Jeho vynález bol prvým „termoskopom“ na svete.
Začiatkom 16. storočia bol benátsky vedec a priateľ Galileo, Santorio, pridal stupnicu k termoskopu Galileo, aby bolo možné interpretovať hodnotu zmeny teploty. Pritom vynašiel prvý primitívny teplomer na svete. Teplomer nezískal tvar, ktorý používame dnes, kým ho Ferdinando I de 'Medici v polovici 16. storočia nezmenil na utesnenú trubicu s cibuľkou a stonkou (a naplnenou alkoholom). Nakoniec, v 20. rokoch 20. storočia, Fahrenheita vzal tento návrh a „vylepšil ho“, keď začal používať ortuť (namiesto alkoholu alebo vody) a pripevnil k nej svoju vlastnú teplotnú stupnicu. Použitím ortuti (ktorá má nižší bod tuhnutia a ktorej expanzia a kontrakcia je viditeľnejšia ako voda alebo voda) Fahrenheitov teplomer umožnil pozorovať teploty pod bodom mrazu a presnejšie merania dodržiavané. A tak bol Fahrenheitov model prijatý ako najlepší.
Aký druh teplomeru počasia používate?
Vrátane skleneného teplomeru spoločnosti Fahrenheit existujú štyri hlavné typy teplomerov, ktoré sa používajú na meranie teploty vzduchu:
Kvapalina v skle. Tiež nazývaný teplomery žiaroviek, tieto základné teplomery sa stále používajú v meteorologických staniciach Stevenson Screen na celoštátnej úrovni Národná meteorologická služba Kooperatívne pozorovatelia počasia pri denných pozorovaniach maximálnej a minimálnej teploty. Sú vyrobené zo sklenenej trubice („stonka“) s okrúhlou komorou („banka“) na jednom konci, v ktorej je umiestnená kvapalina použitá na meranie teploty. Keď sa teplota mení, objem tekutiny sa buď rozširuje, čo spôsobuje, že stúpa do stonky; alebo sa stiahne, čo núti zmenšovať sa späť zo stonky smerom k žiarovke.
Neznášam, aké krehké sú tieto staromódne teplomery? Ich sklo je v skutočnosti účelovo veľmi tenké. Čím je sklo tenšie, tým menej materiálu prechádza teplo alebo chlad a tým rýchlejšie tekutina reaguje na toto teplo alebo chlad - to znamená, že je menšie oneskorenie.
Dvojmocný alebo pružinový. Teplomer číselníka namontovaný na vašom dome, stodole alebo na záhrade je typom bimetalového teplomeru. (Ďalším príkladom sú teplomery rúry a chladničky a termostaty pre pece.) Používa sa pás z dvoch rôznych kovov (obvykle z ocele a medi), ktoré sa rozťahujú rôznou rýchlosťou po zmysel Teploty. Dve rôzne rýchlosti rozpínania kovov núti pás ohýbať sa jednosmerne, ak je zahriaty na svoju pôvodnú teplotu, av opačnom smere, ak je ochladený pod ním. Teplota sa dá určiť podľa toho, ako sa pás / cievka ohýba.
Termoelektrický. Termoelektrické teplomery sú digitálne zariadenia, ktoré používajú elektronický senzor (nazývaný "termistor") na generovanie elektrické napätie. Keď elektrický prúd putuje po drôte, jeho elektrický odpor sa bude meniť so zmenou teploty. Meraním tejto zmeny odporu je možné vypočítať teplotu.
Na rozdiel od svojich sklenených a bimetalických bratrancov sú termoelektrické teplomery odolné, reagujú rýchlo a nemusia sa čítať ľudskými očami, čo ich robí ideálnymi pre automatizované použitie. Preto sú zvolené teplomery pre automatizované letiskové meteorologické stanice. (Národná meteorologická služba používa údaje z týchto staníc AWOS a ASOS, aby vám priniesla vaše aktuálne miestne teploty.) Bezdrôtové osobné meteorologické stanice tiež používajú termoelektrickú techniku.
Infračervené. Infračervené teplomery dokážu zmerať teplotu na diaľku zistením množstva tepelnej energie (v neviditeľnú infračervenú vlnovú dĺžku svetelného spektra), ktorú objekt vydá a vypočíta teplotu z ono. Infračervené (IR) satelitné snímky— Ktoré ukazujú najvyššiu a najchladnejšiu teplotu mraky ako jasne biele a nízke, teplé mraky ako sivé - možno to považovať za určitý druh teplomera v cloude.
Teraz, keď viete, ako teplomer funguje, pozorne sledujte každý deň, aby ste videli, aké budú vaše najvyššie a najnižšie teploty vzduchu.
zdroj:
- Srivastava, Gyan P. Povrchové meteorologické prístroje a meracie postupy. Naí Dillí: Atlantik, 2008.