Можно ли термометром для воздуха измерить температуру воды: Можно ли измерять температуру воды в реке с помощью обычного оконного термометра? И будут ли эти показания правильными?

Измерения температуры воды и воздуха — Студопедия

Температура воды измеряется в основные сроки во­домерных наблюдений в створе или вблизи гидрологи-

ческого поста в прибрежной, обязательно проточной, по­лосе реки на таком расстоянии от берега, чтобы глубина была не менее 0,5 м.

Температуру воды измеряют с помощью водного тер­мометра в металлической оправе (рис. 8). У водных ртутных термометров шкала имеет деления через 0,2 °С, что позволяет производить отсчеты с точностью до 0,1°. Оправа термометра состоит из двух вставленных одна в другую трубок с продольными прорезями и стаканчика с отверстиями в стенках. При погружении термометра в воду наружная трубка должна быть по­вернута так, чтобы шкала термометра была закрыта, а при снятии отсчетов трубка поворачивается до совпадения прорези, чтобы шкалу можно было ви­деть на просвет. Стаканчик оправы при опускании термометра в воду наполняет­ся водой, которая остается в нем при подъеме и способствует сохранению тер­мометром той температуры, которую он имел на глубине.

Измерение температуры воды производится в следующем порядке.

1. Перед измерением температуры
нужно осмотреть термометр и убедиться
в том, что столбик ртути не имеет разры­
вов. Разрыв столбика устраняется лег­
ким встряхиванием, а если это не удает­
ся, термометр заменяется запасным.

2. Термометр опускается в воду на бечевке в отвесном положении так, чтобы стаканчик оправы был на глубине 0,3— 0,5 м от поверхности воды. Термометр находится в воде не менее 5—8 мин.

Рис. 8. Водный термометр в оправе: 1 –стаканчик с отверстиями; 2 оправа; 2 шкала

3. При извлечении из воды и отсчете термометр следует держать отвесно, что бы из стаканчика оправы не выливалась вода. Сразу после извлечения термометра из воды, трубка, прикрывающая прорезь, поворачивается и быстро делается отсчет; сначала замечаются десятые доли градуса, а потом целые градусы. В темное время суток шкалу термометра следует освещать фонарем сзади, на просвет, держа его возмож-

но дальше от термометра, чтобы тепло от фонаря не по­влияло на показания термометра.

Запись отсчетов температуры воды производится вполевой книжке КГ-1с точностью до 0,1 °С. При каме­ральной обработке средняя температура за сутки вычис­ляется как среднеарифметическое из срочных наблю­дений.

Наблюдения за температурой воздуха производятся (по указанию) по сухому термометру аспирационного психрометра (на учебной метеорологической станции) или непосредственно на посту с помощью термометра-праща, который вращают на шпуре в горизонтальной плоскости над головой в течение 2—3 мин. Показания термометра-праща снимают, повернувшись спиной к солнцу, чтобы термометр находился в тени. Отсчет про­изводят с точностью до 0,5 °С, после чего наблюдение повторяют. Если второй отсчет отличается от первого не более чем на 0,5°, то за окончательный результат прини­мают второй отсчет; если разница больше 0,5°, измере­ния производят в третий раз. Результаты срочных на­блюдений за температурой воздуха записываются

впо­левую книжку КГ-1.

Как определить температуру воды без термометра: совет эксперта

Хотите срочно узнать, насколько прогрелась вода, а измерительных приборов нет под рукой? Подержите над емкостью ладонь – наличие/отсутствие пара укажет на ориентировочный показатель. Альтернатива – опущенный в жидкость локоть или капли на запястье. Отсутствие ощущений говорит о 36–38 оС, исходящее тепло или холод – о повышении/понижении этой отметки. Воспользуйтесь секундомером для определения времени закипания. Конденсат на стенках стакана или тарелки указывает на то, что жидкость холоднее, чем температура воздуха. А по размеру пузырьков отслеживают степень нагрева.

Что делать, если нужно выяснить нагрев жидкости, а под рукой нет измерительных приборов? Зачастую можно обойтись и без них, но в таком случае не удастся узнать точный показатель. Зато примерный уровень нагрева/охлаждения вы выясните. Помогут ваши ощущения и наблюдения.

С помощью ладони

В общих чертах определить температуру воды без термометра поможет ладонь. Подержите ее над емкостью в течение нескольких секунд. Если ощутите исходящее тепло, значит, жидкость горячая; при погружении руки можно обжечься. Если пар отсутствует, достигнута комнатная температура.

Никогда не опускайте ладонь в наполненную емкость без предварительного размещения ладони над ней.

С помощью локтя

Этим способом пользуются многие мамочки, которым нужно выкупать ребенка. Если позволяют размеры емкости, опустите в нее локоть на 5–10 секунд. Это позволит получить общее представление о нагреве.

С помощью локтя можно определить, теплая ли вода

Уверенно ощущаете тепло (но жидкость при этом точно не горячая)? Ее ориентировочная температура – 38^оС.

Запястье

Метод, аналогичный предыдущим. Капните пару капель на запястье. Ничего не чувствуете? Значит, температура жидкости сходна с температурой тела – 36–38 градусов. Соответственно, ощущение холодка говорит о том, что показатель ниже 36^оС (превышение данного порога сопровождается ощущением приятного тепла).

Секундомер

Если вода нужна для заваривания зеленого чая, она должна достигать не менее 85^оС. Воспользуйтесь функцией секундомера на телефоне. За раз вы определите, что жидкость на плите закипает, например, за 10 минут. Летом ее температура в водопроводе составляет до 20^оС, зимой – 8^оС. Определите из пропорции время, необходимое для достижения 85^оС. Аналогично вы сможете получить консистенцию нужной температуры, смешивая водопроводную воду с кипятком.

Конденсат

Обращайте внимание на физические явления, сопровождающие процессы нагревания/остывания. Используя стеклянную или металлическую тару, вы можете заметить скопление микроскопических капель на стенках. Это говорит о том, что показатель температуры воды в стакане/миске ниже, чем воздуха.

Появление конденсата на стекле свидетельствует о низкой температуре воды

Помните, что конденсат образуется намного быстрее, если вода гораздо холоднее температуры воздуха. Появление конденсата с наружной стороны емкости в течение 2–3 минут указывает на то, что жидкость очень охлаждена.

Ледяная корка

Стоит ли напоминать, что вода замерзает при 0^оС? Поэтому, если вы стали свидетелем образования тонкой корочки льда по краям емкости, температурный показатель приближен к нулю (в некоторых случаях он может быть немного выше – 0,5 –1,7°C).

Пузырьки

Определить температуру воды можно по размеру пузырьков:

• очень мелкие, находящиеся на дне емкости, они указывают на то, что вода прогрелась до 70 градусов. По размеру пузырьки соответствуют головке булавки или глазам креветки;
• при наличии средних пузырьков смело добавляйте к предыдущему числу 10 градусов. Теперь над поверхностью воды вы заметите облачко пара, а размер пузырьков напомнит глаза краба;
• крупные пузырьки двигаются вверх, а со дна емкости доносится дребезжащий звук – вода прогревается до 85^оС. Внешне напоминают рыбьи глаза.

По размеру пузырьков можно определить степень нагрева

Заключительный этап – водяные «жемчужные нити», поднимающиеся со дна чайника. Визуально это несколько непрерывных цепей пузырьков. Сейчас речь идет о 90–95^оС. Скоро нагрев достигнет 100 градусов и вода закипит.

Таким образом, необязательно иметь термометр для определения степени нагрева жидкости. Достаточно незамысловатых житейских способов и соблюдения техники безопасности.

Температура воды в аквариуме, обогреватель для аквариума, термометр для аквариума

Обогреватели разной мощности
фото можно увеличить

    В большинстве случаев в домашних аквариумах содержат тропических рыбок и растения. В природе они живут при  достаточно высокой и стабильной температуре. Поэтому в аквариумах приходится поддерживать стабильную, достаточно высокую температуру.

    Для большинства распространенных рыбок и растений подходит температура в 22 – 26 градуса. Более теплолюбивы некоторые лабиринтовые (петушки, макроподы)  и дискусы,  а  золотые рыбки требуют более прохладной воды.

У лабиринтовых есть еще одна особенность, они захватывают воздух с поверхности воды. Если воздух прохладный эти рыбки могут заболеть. При их содержании аквариум должен быть накрыт покрывным стеклом с небольшим зазором или нужно использовать закрытый светильник. Полностью перекрывать доступ воздуха к поверхности воды нельзя, так как эти рыбки, в значительной степени, дышат атмосферным воздухом.

Обогреватели
фото можно увеличить

    Постоянное содержание ваших питомцев при пониженных температурах ослабляет их организм и приводит к различным заболеваниям. А содержание при повышенных температурах существенно сокращает срок жизни. Температура тела рыбы в значительной степени определяется температурой окружающей воды. Чем выше температура, тем быстрее идут обменные процессы и быстрее стареет рыба.

    Любой домашний водоем значительно меньше природного, и массы воды недостаточно, что бы удержать стабильную температуру. Даже обычное проветривание комнаты или падение на аквариум прямого солнечного света может привести к резкому изменению температуры. Та же ситуация возникает если ваш водоем стоит недалеко от батареи отопления. Осенью, при включении отопления и весной при выключении температура в аквариуме может резко измениться.

    Рыбки же к такой ситуации не приспособлены и могут заболеть. Для них следует избегать резких изменений температуры более чем на 2-4 градуса. Так же следует избегать такой разницы в температуре и между слоями воды. Верхний слой воды может иметь значительно более высокую температуру, чем вода у дна. Это связано с подсветкой аквариума, обычно лампы располагают над водой, а они выделяют значительное количество тепла. Или около обогревателя для аквариума температура может быть высокой. Рыбки же перемещаются по всему аквариуму. В аквариуме с аэрацией эта проблема решена, так как слои воды постоянно перемешиваются. Опасно не только понижение температуры воды.

Цифровой аквариумные термометр

фото можно увеличить

    При наличии термометра для аквариума всегда видно температуру воды. Устройство это не дорогое, а может оказать неоценимую услугу. При выходе из строя аквариумного нагревателя заметить падение температуры без градусника не так просто. Спиртовой или ртутный термометр нужно располагать так, чтобы его шкала была хорошо видна. Крепить его нужно присоской у переднего стекла, в свободном от растений месте. В углу присоска не сильно заметна, а при необходимости можно купить прозрачную.

    Использовать плавающие градусники для аквариума не стоит, они заплывают в растения, к задней стенке или поворачиваются не той стороной. Какая температура в аквариуме можно определять и с помощью электронного термометра. Такие устройства то же продаются, но они дороже. Хотя с декоративной точки зрения могут и быть предпочтительней.

    Обогреватель для аквариума – устройство, использующее электрическую энергию для увеличения температуры воды в аквариуме. Другие способы подогрева воды в аквариуме сейчас и не используются. Совмещенный с терморегулятором, позволяет поддерживать стабильную температуру даже в небольших аквариумах.

Термометр
фото можно увеличить

    Наличие терморегулятора не отменяет необходимость термометра. Во первых нагреватель может выйти из строя. Во вторых возможны перебои с электроэнергией, и рыбок придется спасать доливая теплую воду. В-третьих, возможен перегрев аквариума за счет мощного освещения, батарей центрального отопления или прямых солнечных лучей.

    Обогреватели для аквариума бывают двух видов.  Полностью погружаемый в воду можно разместить даже на дне аквариума. И частично погружаемый. Его нужно опускать на глубину нагревательного элемента. В продаже есть нагреватели с электронным дисплеем. Считается, что они обеспечивают очень высокую точность удержания температуры. Учитывая, что рыбки и растения легко переносят колебания температуры в несколько градусов, необходимости в использовании таких терморегуляторов нет.

    Определить необходимую мощность обогревателя не сложно. Можно исходить из цифры в 1 ват на литр воды. Лучше покупать с запасом, лишнего расхода электроэнергии не будет. При достижении установленной температуры обогреватель выключится. Использовать аквариумный нагреватель без терморегулятора не стоит. Эти времена давно ушли в прошлое. Такой терморегулятор повышает температуру в аквариуме на несколько градусов, но она будет колебаться вместе с комнатной температурой.

Шкала регулировки температуры
фото можно увеличить

    Выход из строя обогревателя происходит очень редко. Однако может приводить к проблемам, так как запасного дома обычно не оказывается. Температуру в аквариуме временно можно повысить добавив теплой кипяченой воды. Однако более 10 — 20 процентов ее добавлять нельзя. Можно принудительно включить подсветку, лампы выделяют тепло, и будут поддерживать температуру. Поставить рядом настольную лампу, поднеся ее поближе к стеклу ниже уровня воды. И срочно покупать обогреватель. Добавление теплой воды подойдет и в том случае если надолго отключили электричество.

    Перегрев воды в аквариуме, хотя и случается редко, тоже опасен. Повышение температуры воды в аквариуме до 36 градусов уже смертельно опасно для многих рыб. Они начинают метаться, пытаются выпрыгнуть из аквариума, а затем погибают. Максимальная температура, при которой начинаются необратимые последствия для рыб, зависит от многих факторов. Это и вид рыбок, количество органики, растворенной в воде, сытость рыб, привычная для них температура, уровень аэрации воды.

Вернуться в раздел:»Аквариумы»

Другие статьи раздела:
грунт для аквариума
фильтр для аквариума
вода для аквариума
компрессор для аквариума
запуск аквариума
освещение аквариума

Определение температуры воды — Справочник химика 21

    Определение температуры воды проводят в отбираемой пробе или непосредственно в водоеме. Для измерения применяют термометр Цельсия с ценой деления 0,1—0,5°. Бутыль (вместимостью не менее I л) перед отбором пробы выдерживают в исследуемой воде для выравнивания температур. [c.267]

    Для определения температуры воды рекомендуется устанавливать два термометра со шкалой, градуированной в пределах от О до 40—50° с ценой деления 0,1°. Термометры должны быть одинаковой чувствительности и предварительно проверены. Важно, чтобы при установке они были погружены в воду на одинаковую глубину. Надо помнить, что расхождение в показаниях термометров, замеряющих температуру входящей и выходящей воды, на О,Г дает ошибку 1%. [c.110]

    Для определения температуры воды на глубинах пользоваться поверхностными термометрами нельзя в этих случаях следует применять глубоководные термометры. Наиболее удобными для этой цели являются опрокидывающиеся максимальные термометры (рис. 5). Такие термометры вкладываются в металлическую оправу, имеющуюся на батометре (рис. 6). Батометр опускается на тросе с таким расчетом, чтобы резервуар со ртутью при взведенном состоянии батометра находился на требуемой глубине. Выждав 10 мин, опускают посыльный груз для закрытия батометра. [c.20]

    Осуществление отвода избыточного тепла реакции из зоны катализатора представило большие конструктивные затруднения при переходе от лабораторных трубок к аппаратуре больших размеров, В настоящее время отвод тепла достигается проще всего с помощью циркуляции нагретой до определенной температуры воды под давлением. Вода является в этом случае и нагревателем, и регулятором температуры реакции, и хладоагентом. [c.692]

    Зависимость констант равновесия реакций изотопного обмена кислорода от температуры была использована для разработки метода определения температуры воды в отдаленные геологические эпохи. Поскольку константа реакции изотопного обмена [c.50]

    При таком предположении процесс тепло- и влагообмена между воздухом и водой рассматривают как процесс смешения основного потока воздуха с воздухом в тонком слое на контакте с поверхностью воды, который считается полностью насыщенным водяным паром. В процессе теплообмена температура слоя или капель воды несколько изменяется. Для расчета берут некоторую промежуточную (близкую к конечной) температуру. Положение точки смеси в — диаграмме на прямой, соединяющей точку, соответствующую начальному состоянию воздуха, с точкой, определенной температурой воды на линии ф = 100%, зависит от площади поверхности соприкосновения и его продолжительности, а также от параметров воздуха и воды.  [c.33]

    На месте взятия проб производится определение температуры воды и газообразных соединений, а также вносятся в рабочую тетрадь все наблюдения, производимые на водоеме. Пробы воды для определения кислорода фиксируются соответствующими реактивами (стр. 15). [c.7]

    Научные исследования в области физики посвящены выяснению природы электричества и теплоты. На основании определения температуры воды, образующейся при трении кусков льда друг о друга, охарактеризовал (1812) кинетическую природу теплоты. Установил (1821) зависимость электрического сопро- [c.180]

    Зависимость справедлива для какой-то определенной температуры воды. В случае иных температур она будет выражаться семейством кривых подобного рода. [c.36]

    Температура вещества в значительной степени определяет его свойства. Например, при нагревании до определенной температуры вода закипает и превращается в пар. При охлаждении воды до определенной температуры она замерзает и превращается в лед. Твердые вещества при сильном нагреве переходят в жидкое состояние (плавятся), при дальнейшем нагревании могут начать испаряться — переходить в газообразное состояние. Вещества, которые мы в обычных условиях называем газообразными, при нормальном давлении и значительном охлаждении переходят в жидкое состояние. Температуру, при которой происходит переход вещества из жидкого состояния в парообразное (газообразное) не только на поверхности, как при испарении, но и по всему объему, называют температурой кипения. Для практических целей очень [c.33]

    Горение газа и поддержание определенной температуры воды регулируются автоматически. Схема автоматического регулирования двухпозиционная. Автоматика водонагревателя состоит из двух групп регулирования и безопасности. Основные элементы автоматики регулирования и безопасности — сильфонный терморегулятор, запальник, термопара и электромагнитный клапан.  [c.429]

    С изменением температуры свойства вещества сильно изменяются. Например, при нагревании до определенной температуры вода закипает и превращается в пар. При охлаждении воды до определенной температуры она замерзает и превращается в лед. [c.15]

    Подробный вывод полученных зависимостей дается в литературе, здесь же приведем конкретный вид уравнения для определения температуры воды 4, стекающей в виде плоской струи с произвольной тарелки конденсатора на следующую  [c.207]

    Удельный вес скипидара является важной константой для определения качества продукта. Определение удельного веса скипидара по ГОСТ 1571 —54 рекомендуется производить ареометрическим или пикнометрическим методом, подробно описанным в главе 1. При определении удельного веса пикнометрическим методом рекомендуется употреблять пикнометры вместимостью 10 и 25 мл с меткой и с капиллярными отверстиями. Водное число и удельный вес определяют при температуре воды в термостате 20 +0,1 в течение 30 минут. Термометр, применяемый для определения температуры воды в термостате, должен быть градуирован на десятые доли градуса. Удельный вес скипидара определяют только при температуре 20°. При определении удельного веса скипидара при иной температуре, но в пределах 15—25° вводят поправку по следующей формуле  [c.121]

    Температура вещества в значительной степени определяет его свойства. Например, при нагревании до определенной температуры вода закипает и превращается в пар. При охлаждении воды до определенной температуры она замерзает и превращается в лед. Твердые вещества при сильном нагреве переходят в жидкое состояние — плавятся, при дальнейшем нагревании могут начать испаряться — переходить в газообразное состояние. Вещества, которые мы в обычных условиях называем газообразными, при нормальном давлении и значительном охлаждении переходят в жидкое состояние. Температуру, при которой происходит переход вещества из жидкого состояния в парообразное (газообразное) не только на поверхности, как при испарении, но и по всему объему, называют температурой кипения. Для практических целей очень важно знать температуру кипения при нормальном давлений. Так, например, из табл. 1.1 видно, что при комнатной температуре вода и пентан находятся в жидком состоянии, а при —10° С в жидкое состояние перейдут бутан и бутилен. Если газ находится в сосуде с повышенным давлением, то сжижение его осуществляется при более высоких температурах. Эго свойство газов используется для транспортировки их в емкостях (баллонах, цистернах). Объем этих емкостей в сотни раз меньше того, который понадобился бы для перевозки газов в естественном состоянии. Сжиженные газы, поставляемые потребителям в баллонах, представляют собой в основном смесь пропана и бутана. Очевидно, что зимой следует пользоваться газом с максимальным содержанием пропана (. ип = —42° С), а летом будет хорошо испаряться бутан (4,ш = —0,5°С). [c.10]

    Существуют термостаты и циркуляционного типа, предназначенные, например, для поддержания определенной температуры воды, необходимой при работе с рефрактометром Аббе и др. [11]. [c.188]

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОДЫ [c.41]

    Для определения температуры воды 4 на выходе из ступени необходимо вычислить коэффициент ф по формуле (5)  [c.39]

    Определение температуры воды (для нахождения вязкости) производится по термометру 27. [c.15]

    Если нагревать кастрюлю с водой, то температура воды повышает- ся. При определенной температуре вода закипает и начинает испаряться, Температура остается постоянной, пока имеется вода. Дальнейшее нагревание приводит лишь к образованию паров воды. При переходе воды из жидкого состояния в парообразное происходит поглощение энергии, но температура остается постоянной. Значит, энергия жидкости меньше, чем энергия равного по весу количества пара. [c.98]

    Если охлаждение форм для отливки крупногабаритных и тонкостенных изделий необходимо производить нагретой до определенной температуры водой, то при литье мелких изделий из обычных термопластов [c. 61]

    Предназначен для определения температуры воды на различных глубинах моря, в озерах и водоемах, при гидрологических исследованиях. Состоит из дву.ч ртутных термометров, заключенных в толстостенную герметически запаянную стеклянную оболочку. [c.116]

    Для определения температуры воды термометр опускают на шнуре так, чтобы резервуар со ртутью находился на глубине 0,2 м. Выдержав 10 мин, термометр вынимают и производят отсчет с точностью до 0,1° С. [c.20]

    Для постоянной температуры кипения и для определенной температуры воды tem, тепловая нагрузка на конденсатор в соответствии с выражениями (119) и (120) оказывается зависящей только от температуры конденсации, что позволяет показать эти зависимости графически в координатах t—Q (фиг. 102). Линии III являются характеристиками компрессора при постоянной температуре кипения, определяющими нагрузку на конденсатор, создаваемую паром, выходящим из компрессора. Линию IV можно назвать [c. 218]

    Состояние, в котором находится вещество, не является неизменным. Тела могут переходить из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразное и обратно. Так, например, если нагревать лед, он плавится и превращается в воду. При дальнейшем нагревании, достигнув определенной температуры, вода закипает, при этом образуется пар. Если пар охлаждать, он конденсируется и снова переходит в жидкость. При охлаждении этой жидкости до О С вода превращается в твердое вещество (лед). [c.14]

    Предназначен для определения температуры воды на различных глубинах водоемов при гидрологических исследованиях. Состоит из двух ртутных термометров главного и вспомогательного, заключенных в толстостенную стеклянную оболочку, открытую со стороны резервуара главного термометра. [c.116]

    Для холодильников газа математическая модель процесса в межтрубном пространстве аналогична приведенной выше расчет процесса в трубном пространстве ограничивается определением необходимого количества охлаждающей воды, если заданы начальная и конечная температуры воды в /-й бочке или определением температуры воды iej на выходе из /-й бочки, если заданы расход охлаждающей воды в /-ю бочку Loj и ее начальная температура. Среднее арифметическое температур воды на входе и на выходе /-й холодильной бочки используется в качестве iy в уравнении (248). Требуемый расход воды в трубки /-й холодильной бочки определяют по тепловому балансу трубного пространства  [c.180]

    Основы теплового расчета. При проведении теплового расчета площадь теплопередающей поверхности аппарата находят из условия равенства тепловых потоков, передаваемых холодильным агентом воде и водой воздуху, которое выполняется при определенной температуре воды, и стационарном режиме работы аппарата. [c.26]

    Лучшие результаты получаются при применении физических методов анализа двух- и трехкомпонентных смесей. Плохая адсорбция насыщенных углеводородов, низкие величины плотности, коэффициента преломления и дисперсии отличают насыщенные углеводороды от ненасыщенных, в особенности от ароматических, и в меньшей степени от других углеводородов. В смесях с растворимыми в воде растворителями насыщенные углеводороды можно иногда титровать, для чего прибавляют при определенной температуре воду до помутнения. Методы исследования некоторых смесей приведены в табл. 35. [c.960]

    Определение температуры воды на отдельных участках и средней разности температур на этих участках [c.82]

    К рубащке призменной камеры подключают водопроводную воду, пуская ее небольшой струей. Этого достаточно для термо-статирования призм при обычных технических анализах. При специальных исследованиях, требующих строго определенной температуры, воду подают из термостата. [c.207]

    Определение температуры воды производится немедленно после отбора пробы или непосредственно в водоеме. Для измерения употребляется ртутный тёрмомётр с делениями в 0,1°. [c.11]

    Термометры. Для определения температуры воды и газа применяют термометры со шкалой, гралуированной в пределах от ноля до 40—50° и разделенной на десятые доли градуса. Для того чтобы измерения температуры входящей и выходящей воды и газа были одинаково точными, термометры должны быть одинаковой чувствительности (парные). Термометры должны быть выверены в контрольной лаборатории и снабжены таблицей поправок. При установке оба термометра должны быть погружены в воду на одинаковую глубину. Термометры помещают в соответствующие гнезда калориметра через резиновые пробки или, что лучше, через сальниковые набивки. Термометры должны быть вставлены плотно, не качаться. [c.117]

    Термометры. Для определения температуры воды и газа применяют термометры со шкалой, градуированной в пределах от ноля до 40—50° и разделенной на десятые доли градуса. Для того чтобы измерения температуры входящей и выходящей воды и газа были одинаково точными, термометры должны быть одинаковой чувствительности (парные). Термометры должны быть выверены в контрольной лаборатории ШабжетьГ тШ1Щёи п  [c.117]

    Процесс запекания, проводимый при 200—300°, осуществляется при участии только сухих веществ серы или полисульфйда натрия и того или иного органического продукта. Этим способом получаются преимущественно сернистые красители желтых, оранжевых и, отчасти, коричневых тонов. Процесс запекания обычно проводится в котлах специальной конструкции обогрев их достигается с помощью трубок, в которых циркулирует под давлением перегретая до строго определенной температуры вода. [c.178]

    Для определенной температуры воды концентрация насыщения по СаСОз может быть найдена расчетным путем (по константам диссоциации углекислоты и произведению растворимости углекислого кальция). При этом, однако, не учитывается влияние органических веществ, проявляющееся в замедлении скорости кристаллизации углекислого кальция. [c.245]

    Термометр типа ТГ предназначен для определения температуры воды на различных глубинах в морях, озерах и других водоемах при проведении научно-исследовательских и океанографических работ (термометры 1-го класса), а также для работ в области гидрологии суши и для поисковых работ (термометры 2-го и 3-го класса). Состоит из двух ртутных термометров — главного и вспомогательного, заключенных в толстостенную герметически запаянную стеклянную оболочку. Главный термометр палочного типа имеет шкалу, которая нанесена на плоскую поверхность шлифованной капиллярной трубки. В инжней части термометра капилляр сужен и оканчивается глухим отростком, с помош,ью которого обеспечивается мгновенный отрыв ртути при перевертывании термометра выше глу- [c.25]

    Содержание воды и гигроскопичность мас-ла . Гигроскопичность характеризуется относительной величиной предельной растворимости воды (концентрацией) при определенной температуре. Вода растворяется в маслах сравнительно в небольших количествах [6], растворимость воды увеличивается с повышением температуры. Растворимость воды зависит от типа масла, в синтетических маслах она значительно выше, чем в минеральных (табл. VIII—3). [c.221]

---

Термометры метеорологические

Термометры метеорологические

В прошлой статье Вы познакомились с работой метеорологических станций. Далее речь пойдет о средствах, с помощью которых ведутся наблюдения за погодой.

В этом параграфе мы рассмотрим один из основных приборов, который используется на всех типах метеостанций и метеопостов. Кроме того, этот прибор есть в каждом доме. Как Вы уже, наверное, догадались, речь пойдет о термометрах.

На сегодняшний день существует множество разновидностей термометров. Они различаются по механизму и диапазону измерения температуры, строению, рабочим жидкостям, областям применение и др. Но, пожалуй, самыми распространенными являются жидкостные термометры. Они измеряют температуру, как воздуха, так и почвы (снега). Кроме того, с помощью них измеряют влажность воздуха и его характеристики (парциальное давление водяного пара, дефицит насыщения, температуру точки росы). Но обо всем по порядку.

Принцип работы термометра основан на свойстве жидкости изменять свой объем под влияние нагревания или охлаждения. В современных термометрах основными рабочими жидкостями являются спирт и ртуть. Из-за разных свойств, их используют в разных диапазонах температур. Так, спиртовые термометры лучше работают при низких температурах, а ртутные – при высоких.

Термометр ТМ-4

Для измерения температуры воздуха на метеостанциях и постах применяется метеорологический психрометрический термометр, имеющий маркировку ТМ-4. Его конструкция сравнительно проста: в защитной стеклянной оболочке находятся резервуар с ртутью, из которого выводится капилляр, прикрепленный к шкале. Как правило шкалы имеют цену деления равную 0,2°С. Отличительной особенностью ТМ4 является резервуар шарообразной формы. Верхний предел измеряемой температуры колеблется от +41°С до +50°С, а нижний — от -31°С до -35°С.

Термометр ТМ-4 психрометрический

Термометр ТМ-4 не зря имеет прибавку «психрометрический». С его помощью можно измерять влажность воздуха. Как же это сделать? – Все просто. Необходимо взять два одинаковых термометра ТМ-4 (это нужно для более точных измерений): один из них обернуть батистом (специальной тканью), который перед измерениями будет смачиваться дистиллированной водой. Таким образом, получаем так называемые сухой и смоченный термометры, которые называются психрометрической парой или станционным психрометром.

Принцип действия психрометра основан на измерении равновесной температуры смоченного термометра. То есть такой температуры, при которой тепло, затрачиваемое на испарение воды с поверхности резервуара смоченного термометра равно притоку тепла к резервуару из воздуха и по телу термометра. Для каждого значения влажности она своя.

Само значение влажности и ее характеристики можно вычислять по формулам, или воспользоваться готовыми результатами расчета, используя показания сухого и смоченного термометров. Они все сведены в сборник, называемый «Психрометрические таблицы».

Фрагмент психрометрической таблицы

Минимальный термометр ТМ-2

Предназначен для измерения минимальной температуры воздуха и почвы между сроками наблюдений. Диапазон измеряемых температур находится в пределах от -70 до +40°С.

Минимальный термометр ТМ-2

Это спиртовой термометр, в капилляре которого в столбике спирта находится стеклянный штифт с головками на концах. По положению штифта и определяется минимальная температура между сроками. Минимальный термометр ТМ-2 при измерении устанавливается горизонтально, а конец штифта (головка) подводится к краю спирта в капилляре. При исправном состоянии термометра штифт не должен выходить из спирта. При понижении температуры столбик укорачивается, поверхностная пленка спирта приходит в соприкосновение с головкой штифта и увлекает его в сторону уменьшения показаний. Когда же вследствие повышения температуры столбик спирта удлиняется, штифт остается на месте. Следовательно, при горизонтальном положении термометра тот конец штифта, который находится ближе к поверхности столбика спирта, показывает самую низкую температуру со времени последней установки штифта.

Максимальный термометр ТМ-1

Измеряет максимальную температуру от -35 до +70°С между сроками. Способность измерять максимальную температуру обусловлена особенностью строения резервуара термометра. В его дно впаян узкий конический стеклянный штифт. Конец штифта входит в начало капилляра, сужая его поперечное сечении, что затрудняет в этом месте свободный проход ртути при изменении температуры.

Максимальный термометр ТМ-1

При повышении температуры ртуть вытесняется в капилляр с достаточным для преодоления этого сужения усилием. При понижении же температуры сил внутреннего сцепления ртути недостаточно для преодоления повышенного трения в месте сужения отверстия капилляра, ртутный столбик мгновенно разрывается на две части — одна быстро уходит в резервуар, а вторая часть остается в капилляре, заполняя его от деления, при котором началось понижение температуры, до места обрыва. Таким образом, максимальный термометр фиксирует наибольшее значение температуры между сроками наблюдений. Для того чтобы оторвавшийся столбик ртути соединить с той частью, которая находится в резервуаре, термометр следует энергично встряхнуть, держа его в руке резервуаром вниз.

Измерение температуры почвы

Для агрометеорологов важно знать не только температуру на поверхности почвы, но и на глубине. Одним из средств, для измерения «глубинной температуры» являются коленчатые термометры Савинова. Они представляют собой комплект из четырех стеклянных ртутных термометров с цилиндрическими резервуарами, концы которых округлены. От всех термометров их отличает наличие изгиба, отстоящем от резервуара на 2 – 3 см. Величина изгиба равна 135°. Это позволяет устанавливать термометры в почве так, чтобы резервуар и часть термометра до изгиба находились в горизонтальном положении под слоем почвы, а часть термометра со шкалой располагалась над почвой. Каждый термометр имеет шкалу только в той части термометра, которая располагается над почвой и доступна для отсчетов. Ниже шкалы оболочка термометра заполнена ватой и сургучными прослойками. Данными термометрами измеряется температура почвы на глубинах 5, 10, 15 и 20 см.

Коленчатые термометры Савинова

Пожалуй, самым громоздким средством измерения температуры являются вытяжные почвенно-глубинные термометры. Они измеряют температуру почвы на глубинах 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.4 и 3.2 м.

Сам по себе термометр практически ни чем не отличается от обычных: стеклянный ртутный термометр с цилиндрическим резервуаром и стеклянной шкалой. Он помещается в специальную оправу с металлическим наконечником. Для лучшего теплового контакта пространство между резервуаром термометра и стенками металлического наконечника заполняется медными или латунными опилками.

Почвенно-глубинные термометры

Большую часть установки занимает деревянный стержень, к которому крепится термометр в оправе. На другом конце стержня закреплен металлический колпачок с кольцом. Внутри колпачка имеется фетровая (или войлочная) кольцевая прокладка. Для уменьшения обмена воздуха внутри трубы на стержне также укрепляются плотные фетровые (войлочные) кольца.

Чтобы было возможно измерять температуру, предварительно вкапывают эбонитовую или винифлексовую трубу на нужную глубину. Затем вставляют в нее стержень с термометром. Наконечник оправы касается нижнего конца трубы, а колпачок, плотно закрывает верхний срез трубы. В срок наблюдения наблюдатель вытягивает термометр из трубы и снимает показания. Отсюда и название: вытяжные термометры.

Похожие темы:

Профессия метеоролог

Метеорологические наблюдения

Метеорологическая площадка

Что можно, а что нельзя измерять ИК-термометром?

Некоторые пользователи бесконтактных термометров пытаются использовать их для измерения температуры не только человеческого тела. Например, с его помощью пытаются узнать температуру воды, пищи, воздуха. Рассказываем, что все-таки можно измерять инфракрасным термометром, а что нет.

Недавно мы писали о принципе работы бесконтактных термометров — прибор считывает ИК-излучение объекта, однако здесь есть свои тонкости. Конечная цифра, которую пользователь видит на дисплее — это результат расчета, где были учтены, помимо мощности излучения, также физические особенности измеряемого объекта (плотность, шероховатость и пр. )

Именно поэтому, несмотря на одинаковую, по сути, технологию измерения температуры, промышленные пирометры не смогут корректно показать температуру вашего тела. Ведь в медицинских ИК-термометрах в алгоритм введены поправочные коэффициенты, рассчитанные именно на тело человека. То же самое касается специальных приборов, созданных для животноводов: измерять температуру коровы и человека одним прибором — не самое правильное решение.

Также не получится провести корректное измерение мокрого тела. Если пользователь не любитель лить на себя кипяток, то прохладная вода на его теле будет уменьшать значения прибора. То же самое касается пота – если на лбу или на теле есть испарина (например, вы только что быстро прошлись), то ждать корректный результат от ИК-термометра бесполезно. А большинство приборов и вовсе покажет ошибку.

В некоторых термометрах производители предусмотрели отдельные режимы для определения температуры воздуха, воды, еды и даже детской смеси. Но и тут, несмотря на внесенные в алгоритм поправки, показания не всегда корректны.

А еще в случае с водой производится измерение температуры именно ее поверхности (погружать ИК-термометр в воду нельзя!). Так что все-таки перед тем, как окунуться самому или погрузить ребенка в ванну, лучше проверить температуру воды обычным термометром или локтем, а не слепо доверять показаниям бесконтактного прибора.

То же самое с измерением температуры пищи при приготовлении — вполне вероятно. что вы увидите температуру поверхности, которая может отличаться от той, что внутри. Не зря для этой цели существуют термощупы, которые погружаются вовнутрь.

Подведем итог. Никто не мешает вам измерять ИК-термометром все, что попадется на глаза — вреда от этого не будет. Однако точных значений при измерении воды или мокрого тела ждать не стоит — лучше перепроверить обычным градусником. Если же точность измерения для вас не имеет принципиального значения, то можно оставить все как есть, руководствуясь фразой из детского мультфильма: «И так сойдет!»

Источник: //zoom. cnews.ru/b/post/tehnoblog/75813

Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.

Классификация термометров — «Термаркет»

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.

Температура

ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА

Почему мы следим за температурой воздуха: Температура воздуха влияет на температуру воды.

Что влияет на температуру воздуха: На температуру воздуха влияет энергия солнца, погодные условия и сезоны.

Методы:

1.Включите термометр и убедитесь, что он установлен в градусах Цельсия (° C).

2. Сначала измерьте температуру воздуха, держа термометр в тени. и дайте термометру приспособиться к условиям окружающей среды не менее 1 минуты перед запись.

ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ

Почему мы контролируем температуру воды: Температура воды влияет на скорость химических и биологических процессов и влияет другие измеряемые параметры (например,грамм. при повышении температуры максимальное количество растворенных кислород уменьшается). Температура воды — один из важнейших параметров водного организмы. Многие животные адаптировались к определенному диапазону температур и температур. теплее, чем они, может вызвать стресс или даже смерть. Например, форель холодноводная. рыба, которая плохо выживает при температуре воды выше 20 ° C.

Что влияет на температуру воды: Температура воды определяется климатом водосбора, сезонными особенностями и местные влияния.Летом озера и водохранилища обычно имеют слой теплой и менее плотной воды, которая плавает над более холодной и плотной водой на дне резервуара. Разница в плотности между этими двумя слоями создает удивительный сопротивление смешиванию, поэтому два слоя остаются разделенными большую часть лета. Осенью температура на поверхности понижается, и озеро в конечном итоге смешивается с сверху вниз. Зимнее озеро, особенно с ледяным покровом, может иметь «обратную стратификацию». где немного более теплая вода плавает над самой плотной водой, что происходит примерно на 4,5 ° С. Весной озеро перемешивается сверху вниз. Потепление поздней весны а летнее солнце снова создает тепло.

Местные факторы, влияющие на температуру озера, включают сбросы более теплой воды вверх по течению. из природных источников или охлаждающей воды от электростанций, затенение, обеспечиваемое прибрежной зоной зона (растительность по краю озера), глубина озера и количество взвешенных материал в воде.запись температуры.

Методы:

1. Измерьте температуру воды, погрузив термометр на две трети ниже поверхность воды.

2. Произведите измерение в центральной точке потока.

3.Дайте термометру приспособиться к температуре воды не менее 1 минуты перед вынуть градусник из воды и быстро.

Инструкция по температуре Stream Side Science (отлично подходит для ламинирования) и использования в группе.

Узнать больше о температуре.

Как термометр измеряет температуру воздуха?

Насколько тепло на улице? Насколько холодно будет сегодня вечером? Термометр — прибор, используемый для измерения температуры воздуха — легко говорит нам об этом, но как он показывает нам — другой вопрос.

Чтобы понять, как работает термометр, нам нужно иметь в виду одну вещь из физики: жидкость расширяется в объеме (объем пространства, который она занимает) при повышении температуры и уменьшается в объеме при понижении температуры.

Когда термометр подвергается воздействию атмосферы, температура окружающего воздуха проникает в него, в конечном итоге уравновешивая температуру термометра с его собственной — процесс, причудливое научное название которого — «термодинамическое равновесие». Если термометр и находящаяся внутри жидкость должны нагреться, чтобы достичь этого равновесия, жидкость (которая займет больше места при нагревании) будет подниматься, потому что она находится внутри узкой трубки и ей некуда идти, кроме как вверх. Точно так же, если жидкость термометра должна охладиться, чтобы достичь температуры воздуха, жидкость сократится в объеме и опустится вниз по трубке.Как только температура термометра уравновесится с температурой окружающего воздуха, его жидкость перестанет двигаться.

Физический подъем и падение жидкости внутри термометра — это только часть того, что заставляет его работать. Да, это действие сообщает вам, что происходит изменение температуры, но без числовой шкалы для его количественной оценки вы не сможете точно измерить изменение температуры. Таким образом, температура на стекле термометра играет ключевую (хотя и пассивную) роль.

Кто это придумал: Фаренгейт или Галилей?

Когда дело доходит до вопроса о том, кто изобрел градусник, список имен бесконечен.Это связано с тем, что термометр был разработан в результате компиляции идей XVI-XVIII веков, начиная с конца XVI века, когда Галилео Галилей разработал устройство, в котором использовалась стеклянная трубка, наполненная водой, с утяжеленными стеклянными буйками, которые могли плавать высоко в трубке или тонуть в зависимости от жар или холод воздуха снаружи (вроде лавовой лампы). Его изобретение было первым в мире «термоскопом».

В начале 1600-х годов венецианский ученый и друг Галилея, Санторио, добавил шкалу к термоскопу Галилея, чтобы можно было интерпретировать величину изменения температуры.При этом он изобрел первый в мире примитивный термометр. Термометр не принял ту форму, которую мы используем сегодня, пока Фердинандо Медичи не переделал его в герметичную трубку с колбой и стержнем (и наполненную спиртом) в середине 1600-х годов. Наконец, в 1720-х годах Фаренгейт взял эту конструкцию и «улучшил ее», когда начал использовать ртуть (вместо спирта или воды) и прикрепил к ней свою собственную шкалу температуры. Используя ртуть (которая имеет более низкую точку замерзания и чье расширение и сжатие более заметно, чем у воды или спирта), термометр Фаренгейта позволял наблюдать температуры ниже нуля и более точные измерения.Итак, модель Фаренгейта была признана лучшей.

Какой погодный термометр вы используете?

Включая стеклянный термометр Фаренгейта, существует 4 основных типа термометров, используемых для измерения температуры воздуха:

Жидкость в стекле. Эти базовые термометры, также называемые баллонными термометрами , до сих пор используются на метеостанциях Stevenson Screen по всей стране совместными наблюдателями погоды Национальной службы погоды при ежедневных наблюдениях за максимальной и минимальной температурой.Они состоят из стеклянной трубки («стержень») с круглой камерой («колба») на одном конце, в которой находится жидкость, используемая для измерения температуры. При изменении температуры объем жидкости либо расширяется, что заставляет ее подниматься вверх в стержень; или сжимается, заставляя его сжиматься от стержня к луковице.

Ненавидите, насколько хрупки эти старомодные термометры? Их стекло на самом деле сделано очень тонким. Чем тоньше стекло, тем меньше материала для тепла или холода, и тем быстрее жидкость реагирует на тепло или холод, то есть меньше задержек.

Биметаллический или пружинный. Циферблатный термометр, установленный в вашем доме, сарае или на заднем дворе, представляет собой разновидность биметаллического термометра. (Другие примеры — термометры для духовки и холодильника, а также термостат для печи.) В нем используется полоса из двух разных металлов (обычно стали и меди), которые расширяются с разной скоростью для измерения температуры. Две разные скорости расширения металлов заставляют полоску изгибаться в одну сторону, если она нагрета выше ее начальной температуры, и в противоположном направлении, если охлаждается ниже нее.Температуру можно определить по тому, насколько полоса / рулон погнут.

Термоэлектрический. Термоэлектрические термометры — это цифровые устройства, в которых используется электронный датчик (называемый «термистор») для генерации электрического напряжения. Когда электрический ток проходит по проводу, его электрическое сопротивление будет изменяться при изменении температуры. Измеряя это изменение сопротивления, можно рассчитать температуру.

В отличие от своих стеклянных и биметаллических собратьев, термоэлектрические термометры прочны, быстро реагируют и не требуют считывания человеческим глазом, что делает их идеальными для автоматизированного использования. Вот почему они являются предпочтительным выбором для автоматических метеостанций в аэропортах. (Национальная метеорологическая служба использует данные этих станций AWOS и ASOS, чтобы сообщить вам текущую местную температуру.) Беспроводные личные метеостанции также используют термоэлектрическую технику.

Инфракрасный. Инфракрасные термометры могут измерять температуру на расстоянии, определяя, сколько тепловой энергии (в невидимой инфракрасной длине волны светового спектра) излучает объект, и вычисляя по нему температуру.Спутниковые изображения в инфракрасном (ИК) диапазоне, на которых самые высокие и самые холодные облака показаны ярко-белым цветом, а низкие теплые облака — серыми, можно рассматривать как своего рода облачный термометр.

Теперь, когда вы знаете, как работает термометр, внимательно следите за ним в это время каждый день, чтобы увидеть, какой будет ваша самая высокая и самая низкая температура воздуха.

Источники:

• Шривастава, Гьян П. Приземные метеорологические приборы и методы измерений. Нью-Дели: Атлантика, 2008.

Как работают термометры | Сравнение типов термометров

Как работают термометры | Типы сравниваемых термометров

Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 22 декабря 2020 г.

Тебе сегодня очень жарко, или это только мне? И как мы могу сказать? Если я скажу, что сегодня жарче, чем вчера, и вы не согласны, как мы можем разрешить спор? Один простой способ — измерить температуру с помощью градусника в оба дня и сравните показания. Термометры — это простые научные инструменты, основанные на идее изменения металлов. их поведение очень точное по мере того, как они нагреваются (получают больше тепловой энергии). Давайте подробнее рассмотрим, как работают эти удобные гаджеты.

Фото: Вот это я называю холодом! Этот круговой (стрелочный) термометр показывает температуру внутри моей морозильной камеры: около -30 ° C (внутренняя шкала) или -25 ° F (внешняя шкала). Это точно такая же температура, но измеряется двумя немного разными способами.

Термометры жидкостные

Фотография: Этот термометр содержит красную жидкость на спиртовой основе и имеет шкалу Цельсия (слева) и шкалу Фаренгейта (справа). Текущая температура составляет около 22 ° C или 72 ° F.Шкала Фахенгейта названа в честь немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736), который изготовил первый ртутный термометр в начале 18 века. Шкала Цельсия названа в честь разработавшего ее шведского ученого Андерса Цельсия (1701–1744).

Самые простые термометры действительно просты! Они просто очень тонкие стеклянные пробирки, наполненные небольшим количеством серебристой жидкости (обычно ртуть — довольно специальный металл, жидкий при обычных, повседневных температурах). Когда ртуть нагревается, она расширяется (увеличивается в размерах) на величину это напрямую связано с температурой.Так что если температура увеличивается на 20 градусов, ртуть расширяется и поднимается по шкале вдвое больше, чем если бы повышение температуры всего на 10 градусов. Все, что нам нужно сделать, это отметить шкалу на стекле, и мы сможем легко определить температуру.

Как определить масштаб? Делаем градусы Цельсия (по Цельсию) термометр — это просто, потому что он основан на температуре льда и кипяток. Они называются двумя неподвижными точками. Мы Знайте, что лед имеет температуру, близкую к 0 ° C, а вода кипит при 100 ° C.Если мы окунем термометр в лед, то увидим, где уровень ртути достигает и отмечает самую низкую точку на нашей шкале, которая будет примерно 0 ° C. Точно так же, если мы окунем термометр в кипятка, подождем, пока поднимется ртуть, а затем сделаем отметка, эквивалентная 100 ° C. Все, что нам нужно сделать, это разделить шкала между этими двумя фиксированными точками на 100 равных шагов («санти-градус» означает 100 делений) и, привет, у нас есть рабочий градусник!

Фото: Спиртовые термометры.Как вы можете видеть по красным линиям рядом с их шкалами, эти исторические термометры Dr Pepper от Dublin Bottling Works и W. P. Музей Клостера в Дублине, штат Техас, также содержит алкоголь. Фото Кэрол М. Хайсмит. Предоставлено: Коллекция фотографий Лиды Хилл Техас в американском проекте Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Ртуть или алкоголь?

Не во всех жидкостных термометрах используется ртуть. Если линия, которую вы видите на своем градуснике, красный, а не серебристый, как на картинке, ваш градусник наполненный жидкостью на спиртовой основе (например, этанолом).Какая разница? Ртуть токсична, хотя совершенно безопасно, если он запечатан внутри термометра. Однако если стеклянная трубка ртутного градусника происходит разрушение, что потенциально подвергает вас воздействию ядовитой жидкости внутри него. По этой причине спиртовые термометры обычно безопаснее, и они могут также может использоваться для измерения более низких температур (поскольку спирт имеет более низкую точку замерзания чем ртуть; это около -114 ° C или -170 ° F для чистого этанола по сравнению с примерно -40 ° C или -40 ° F для ртути).

Термометры циферблатные

Однако не все термометры работают таким образом. Тот, что показан в нашем на верхнем фото есть металлический указатель, который перемещается вверх и вниз по круговой шкала. Откройте один из этих термометров, и вы увидите указатель монтируется на свернутом в спираль куске металла, называемом биметаллической полосой, который предназначен для расширения и изгиба при становится горячее (см. нашу статью о термостатах, чтобы узнать, как это работает). Чем выше температура, тем больше расширяется биметаллическая полоса и тем сильнее она толкает указатель вверх по шкале.

Изображение: Как работает циферблатный термометр: это механизм, который приводит в действие типичный циферблатный термометр, проиллюстрированный в патенте Чарльза В. Патнэма от 1905 года. Вверху мы видим обычную стрелку и циферблат. Нижнее изображение показывает, что происходит вокруг спины. Биметаллическая полоса (желтая) плотно свернута и прикреплена как к корпусу термометра, так и к стрелке. Он состоит из двух соединенных вместе разных металлов, которые при нагревании расширяются в разной степени.При изменении температуры биметаллическая полоса изгибается более или менее сильно (сжимается или расширяется), а прикрепленный к ней указатель перемещается вверх или вниз по шкале. Произведение искусства из патента США 798211: термометр любезно предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.

Фото: Вот свернутая биметаллическая полоса реального термометра со шкалой (термометр морозильной камеры на нашем верхнем фото). Легко увидеть, как это работает: если повернуть стрелку рукой в ​​сторону более низких температур, спиральная полоска затянется; поверните указатель в другую сторону, и полоска ослабнет.

Термометры электронные

Одна проблема с ртутными и стрелочными термометрами заключается в том, что они при этом реагировать на перепады температуры. Электронный у термометров нет такой проблемы: вы просто касаетесь зондом термометра объект, температуру которого вы хотите измерить, и цифровой дисплей дает (почти) мгновенное считывание температуры.

Фото: Термометр электронный медицинский 2010 г. Ставишь металлический зонд. у вас во рту или где-нибудь еще на вашем теле, и считайте температуру на ЖК-дисплее.

Электронные термометры

работают совершенно иначе, чем механические, использующие линии из ртути или вращающиеся указатели. Они основаны на идее, что сопротивление куска металла (легкость, с которой течет электричество через него) изменяется при изменении температуры. По мере того, как металлы становятся горячее, атомы внутри вибрируют сильнее по ним, электричеству труднее течь, и сопротивление увеличивается. Точно так же, когда металлы остывают, электроны движутся более свободно, и сопротивление идет вниз.(При температурах, близких к абсолютному нулю, минимальной теоретически возможной температуре -273,15 ° C или -459,67 ° F, сопротивление полностью исчезает в виде явления, называемого сверхпроводимость.)

Электронный термометр работает, подавая напряжение на металлический зонд и измерение силы тока, протекающего через него. Если вы опускаете зонд в кипящую воду, тепло воды делает электричество проходит через зонд с меньшей легкостью, поэтому сопротивление увеличилась на точно измеримую величину. Микрочип внутри термометра измеряет сопротивление и преобразует его в измерение температуры.

Фото: Термометр электрического сопротивления 1912 года: Этот пример термометра сопротивления мостового типа был построен Лидсом и Нортрупом. и используется для измерения температуры в Национальном бюро стандартов США. (ныне NIST) в начале 20 века. Несмотря на его коренастый и неуклюжий вид, его точность составляет 0,0001 градус. Фото любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий цифровых коллекций, Гейтерсбург, Мэриленд 20899.

Основным преимуществом таких термометров является то, что они могут мгновенное считывание по любой шкале температур например, по Цельсию, по Фаренгейту или как там.Кроме одного из их недостатков в том, что они измеряют температуру от от момента к моменту, поэтому цифры, которые они показывают, могут довольно сильно колебаться резко, иногда затрудняя получение точных показаний.

В прецизионных электрических термометрах, известных как термометры сопротивления, используются четыре резистора, расположенных по ромбовидной схеме, называемой мостом Уитстона. Если три резистора имеют известные значения, сопротивление четвертого легко рассчитать. Если четвертый резистор выполнен в виде датчика температуры, такую ​​схему можно использовать как очень точный термометр: вычисляя его сопротивление (исходя из его напряжения и тока) позволяет нам рассчитать его температуру.

Измерение экстремальных температур

Если вы хотите измерить что-то слишком горячее или холодное для обычного термометра. ручка, понадобится термопара: хитрый прибор который измеряет температуру путем измерения электричества. И если вы не можете подойти достаточно близко, чтобы использовать даже термопару, можно попробовать пирометр, своего рода термометр, который определяет температуру объекта по электромагнитное излучение, которое он испускает.

Что такое температурная шкала?

Фото: Температурные шкалы линейны: определенное повышение температуры всегда перемещает вас на одно и то же расстояние вверх по шкале. Это не значит, что термометры должны быть прямыми, как линейки: это означает, что каждое деление температурной шкалы занимает точно такое же пространство (или, если хотите, ртутный, стрелочный или другой индикатор температуры должен двигайтесь так далеко, чтобы указывать каждое новое деление при повышении или понижении температуры). Этот циферблатный термометр от газового котла показывает температуру вашего центрального отопления в градусах Цельсия с помощью круговой (но все же линейной) шкалы.

Для термометра не обязательно должны быть нанесены шкала или цифры.Представьте себе, если вы были на необитаемом острове и наткнулись на старый градусник на песке с шкала и цифры стерлись, но в остальном работает нормально. Вы все еще можете использовать это получить представление о температурах. Вы можете использовать это очень грубо, чтобы сказать такие вещи, как: «Уровень ртути поднялся примерно на полпути, что выше, чем было вчера, поэтому сегодня должно быть жарче».

Лучше всего поставить свою шкалу на термометр. Во-первых, вам нужно найти что-то действительно холодное (например, кусок льда), поместите термометр на нем и поцарапайте стекло, чтобы отметить уровень ртути.Тогда вы могли бы сделать то же самое чем-то горячим (кипятком) и еще раз отметьте уровень ртути. Мы называем это два опорных уровня температуры фиксированных точек. Чтобы сделать шкалу термометра, все, что нам нужно сделать, это разделить расстояние между двумя фиксированные точки на множество участков одинаковой длины. Вот как по Цельсию термометр получил свое название: у него 100 («центовых») секций («градаций») между неподвижные точки льда и пара. Какие бывают разные температурные шкалы и как они проработаны?

Масштаб	Фиксированная точка (и)
Фаренгейт	Первоначально 32 ° F (тающий лед в соли) и 96 ° F (определение температуры тела Даниэля Фаренгейта).
Цельсия	0 ° C (точка замерзания воды) и 100 ° C (точка кипения воды).
Кельвин	Определяется в соответствии с тройной точкой воды (где ее твердое тело, жидкость и пар находятся в равновесии), которая составляет 273,16 К.
ITS-90 (Международная температурная шкала)	Использует множество различных точек в разных частях своего диапазона.Видеть ИТС-90 подробнее Детали.

Как сравнивать градусы Цельсия и Фаренгейта?

Вы, наверное, знаете, как преобразовать температуру Цельсия в градусы Фаренгейта: умножьте на 9/5 (или 1,8), а затем добавьте 32. Чтобы преобразовать По Фаренгейту на Цельсию вы делаете обратное: вычитаете 32 и умножаете на 5/9 (или делите на 1,8, что то же самое). Когда вы слышите, как в прогнозах погоды указываются температуры по Цельсию и их эквиваленты по Фаренгейту, вы можете почувствовать, что связь между ними немного странная и запутанная, потому что они кажутся такими разными.Но если вы нанесете их на диаграмму (как показано ниже), вы увидите, что обе шкалы абсолютно линейны, и каждое повышение температуры, которое добавляет еще 10 ° C, добавляет 18 ° F.

Диаграмма

: шкала температур по Цельсию показана синим цветом, а шкала Фаренгейта — красным. Каждая точка на диаграмме показывает два эквивалентных измерения для определенной температуры, например, 20 ° C. равно 68 ° F. Обе шкалы явно линейны: увеличение на 10 ° C равно увеличению на 18 ° F.

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги для юных читателей

• Как мы измеряем температуру? Криса Вудфорда. Гарет Стивенс, 2013 / Blackbirch, 2005. Одна из моих собственных книг для юных читателей (7–9 лет). Здесь упор делается на температуру как на практическую, повседневную форму математики.
• градусов по Фаренгейту, Цельсию и их температурные шкалы Йоминг С. Лин. PowerKIDS Press / Rosen, 2012. Историческое введение, в котором рассказываются истории Даниэля Фаренгейта и Андерса Цельсия наряду с практическим измерением температуры.
• Измерь! Температура Кейси Рэнд. Raintree, 2010. Базовое введение для детей в возрасте от 7 до 9 лет, включающее некоторые темы, связанные с погодой и изменением климата.
• Температура: нагревание и охлаждение Дарлин Р. Стилле. Picture Window Books, 2004. Альтернативное 24-страничное введение для читателей чуть младше.
• Термометры Адель Ричардсон. Capstone, 2004. 32-страничное введение, охватывающее те же темы, что и эта статья, но для более молодых читателей (в возрасте 6–8 лет или около того).

Книги для старших читателей

• Изобретение температуры: измерение и научный прогресс Хасок Чанг. Oxford University Press, 2004. История о том, как люди научились измерять температуру термометрами. Достаточно философская и научная книга, но тем не менее вполне читаемая.
• Измерение температуры Л. Михальски. Wiley, 2001. Подробное руководство по точным измерениям температуры для ученых и инженеров.
• Принципы и методы измерения температуры Томас Дональд МакГи.Wiley-IEEE, 1988. Подробный (почти 600 страниц) учебник, охватывающий температурные шкалы и все виды датчиков температуры, включая пирометры, термисторы и термопары.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Термометры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/thermometer.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте…

термометр | Национальное географическое общество

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

Три страны не используют шкалу Цельсия. В США, Бирме и Либерии для измерения температуры используется шкала Фаренгейта. Однако даже в этих странах ученые используют шкалу Цельсия или Кельвина для измерения температуры. Вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту и закипает при 212 градусах по Фаренгейту.

Шкала Кельвина используется физиками и другими учеными, которым необходимо регистрировать очень точные температуры. Шкала Кельвина — единственная единица измерения, которая включает температуру «абсолютного нуля», полного отсутствия какой-либо тепловой энергии.Это делает шкалу Кельвина важной для ученых, которые рассчитывают температуру объектов в холодных районах космического пространства. Вода замерзает при 273 кельвинах и закипает при 373 кельвинах. Мы не считываем температуру наружного воздуха по шкале Кельвина, потому что в ней используются такие большие числа — день с температурой 75 градусов по Фаренгейту будет читаться как 297 кельвинов!

Типы термометров

Жидкостные термометры

Жидкость расширяется с регулярной измеримой скоростью при нагревании.По этой причине обычный термометр содержит жидкость в узкой стеклянной трубке. Ртуть — один из наиболее известных материалов, используемых в жидкостных термометрах. Другие жидкости, такие как керосин или этанол, также могут использоваться в термометрах этих типов.

При повышении температуры жидкость расширяется из чаши или груши в пустое пространство, поднимаясь по трубке. Когда температура падает, жидкость сжимается и снова падает. Жидкостные термометры часто включают температурные шкалы Цельсия и Фаренгейта, которые отображаются с обеих сторон трубки.

Максимальный термометр — это знакомый тип жидкостного термометра. В максимальном термометре жидкость выталкивается вверх по стеклянной трубке, но не может легко упасть при понижении температуры. Максимальную температуру в течение установленного периода времени можно наблюдать после удаления термометра из окружающей среды. Максимальные термометры обычно используются для измерения температуры тела человека.

Жидкостные термометры могут быть ограничены типом используемой жидкости.Ртуть, например, становится твердым при -38,83 градуса по Цельсию (-37,89 градуса по Фаренгейту). Ртутные термометры не могут измерять температуру ниже этой точки. Спирты, такие как этанол, кипят при температуре около 78 градусов по Цельсию (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 давление воздуха настолько, чтобы повысить уровень ртути в жидкостном термометре.

Прочие термометры

Сегодня специализированные термометры используются для самых разных целей. Например, криометр измеряет очень низкие температуры. Криометры используются для измерения температуры в космосе. Пирометры используются для измерения очень высоких температур. В сталелитейной промышленности пирометры используются для измерения температуры железа и других металлов.

Например, астрономы используют инфракрасные термометры для измерения температуры в космосе. Инфракрасные термометры обнаруживают инфракрасное излучение на больших расстояниях и сопоставляют его с определенной температурой поверхности. В 1965 году инфракрасный термометр обнаружил излучение с температурой 3 кельвина (-270 градусов Цельсия / -454 градусов 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 лет назад.82 миллиарда лет назад.

Спортивные тренеры используют термометры в виде таблеток для предотвращения и лечения заболеваний, связанных с жарой, таких как тепловой удар. После проглатывания таблеточный термометр передает информацию о внутренней температуре тела в течение 18–30 часов. В таблеточных термометрах используются жидкие кристаллы для отслеживания изменений температуры тела и передачи радиоволн к источнику за пределами тела, который записывает и отображает эти данные.

Исследователи из Гарвардского университета разработали нанотермометр, который может измерять колебания температуры внутри одной живой клетки.Используя «иглу» из нанопроволоки, исследователи вводят нанокристаллы углерода внутрь клетки. Эти кристаллы имеют длину менее 5 нанометров (лист бумаги имеет толщину 100 000 нанометров) и обнаруживают невероятно малые колебания температуры. Сейчас ученые разрабатывают нанокристаллические технологии, которые могут изменять температуру клеток. Эти технологии в конечном итоге могут быть использованы в лечебных целях, которые приводят к перегреву и уничтожению рака на клеточном уровне.

Как правильно измерить температуру

По данным Национальной метеорологической службы, температура воздуха является наиболее широко измеряемой величиной в атмосфере.Люди планируют свою жизнь в зависимости от температуры, от выбора одежды до планирования повседневных дел. Поскольку температура так важна, я считаю необходимым понять, как ее правильно измерять. Я думаю, вы были бы удивлены, узнав, сколько людей, включая профессиональных метеорологов, не совсем следуют общим руководящим принципам, установленным Национальной метеорологической службой.

Следующие инструкции применимы ко всем типам термометров, от классических ртутных термометров до цифровых датчиков температуры нового поколения.

1. Поместите термометр на высоте 5 футов над землей (+/- 1 фут). Слишком низкий термометр будет собирать излишки тепла от земли, а слишком высокий термометр, вероятно, будет иметь слишком низкую температуру из-за естественного охлаждения наверху. 5 футов в самый раз.

2. Термометр необходимо поставить в тени. Если вы поместите термометр на солнечный свет, прямое солнечное излучение приведет к повышению температуры, превышающей допустимую.

3. Обеспечьте хорошую циркуляцию воздуха для термометра.Это поддерживает циркуляцию воздуха вокруг термометра, поддерживая баланс с окружающей средой. Поэтому важно убедиться, что термометр не блокирует никакие препятствия, например деревья или здания. Чем больше открыто, тем лучше.

4. Поместите термометр на травянистую или грязную поверхность. Бетон и тротуар привлекают гораздо больше тепла, чем трава. Поэтому в городах часто теплее, чем в пригородах. Рекомендуется держать термометр на расстоянии не менее 100 футов.с любых мощеных или бетонных поверхностей, чтобы предотвратить ошибочное измерение высокой температуры.

5. Держите термометр закрытым. Когда выпадают осадки, вы не хотите, чтобы термометр намок, так как это может необратимо повредить его. Экран Стивенсона — отличное место для хранения термометров и других инструментов, поскольку они обеспечивают укрытие, а также достаточную вентиляцию. Если вы не можете его получить, достаточно простой защиты от солнечного излучения.

И все. Теперь вы все эксперты в области измерения температуры, так что давайте приступим к измерениям!

Источник: http: // www.nws.noaa.gov/om/coop/standard.htm

Источник экрана Стивенсона: http://en.wikipedia. org/wiki/Stevenson_screen#mediaviewer/File:Stevenson_screen_exterior.JPG

Вы всегда можете найти больше информации о погоде у нас на Facebook и Twitter.

Также не забудьте заглянуть на наш канал YouTube, чтобы узнать о погоде еженедельно.

Узнавать погоду — это весело! А теперь вы можете слушать обсуждения и темы погоды в The Weather Lounge , новом подкасте с метеорологами и ведущими Брэдом Миллером и Майком Михаликом.Слушайте здесь:

Учебное пособие по физике

У всех нас есть чувство для какой температуры. У нас даже есть общий язык, который мы используем для качественного описания температуры. Вода в душе или ванне кажется горячей, холодной или теплой. Погода на улице прохладно или парно . Мы, безусловно, хорошо понимаем, насколько одна температура качественно отличается от другой температуры. Мы не всегда можем прийти к единому мнению, является ли температура в комнате слишком высокой или слишком холодной или подходящей. Но мы, вероятно, все согласимся с тем, что у нас есть встроенные термометры для качественной оценки относительных температур.

Что такое температура?

Несмотря на то, что мы встроены в температуру, она остается одним из тех понятий в науке, которые трудно определить. Кажется, что страница руководства, посвященная теме температуры и термометров, должна начинаться с простого определения температуры. Но именно в этот момент я поставил в тупик .Итак, я обращаюсь к знакомому ресурсу Dictionary.com … где нахожу определения, которые варьируются от простых, но не слишком информативных до слишком сложных, чтобы быть поучительными. Рискуя провалиться животом в бассейн просветления, я перечислю некоторые из этих определений здесь:

• Степень жара или холода тела или окружающей среды.
• Мера тепла или холода предмета или вещества по отношению к некоторому стандартному значению.
• Мера средней кинетической энергии частиц в образце вещества, выраженная в единицах или градусах, обозначенных на стандартной шкале.
• Мера способности вещества или, в более общем смысле, любой физической системы передавать тепловую энергию другой физической системе.
• Любая из различных стандартизированных числовых мер этой способности, например шкала Кельвина, Фаренгейта и Цельсия.

Несомненно, нас устраивают первые два определения — степень или мера того, насколько горячий или холодный объект. Но такие определения не способствуют нашему пониманию температуры.Третье и четвертое определения, относящиеся к кинетической энергии частиц и способности вещества передавать тепло, являются точными с научной точки зрения. Однако эти определения слишком сложны, чтобы служить хорошей отправной точкой для обсуждения температуры. Так что мы согласимся с определением, аналогичным пятому из перечисленных — температуру можно определить как показания термометра. По общему признанию, этому определению не хватает мощности, необходимой для получения столь желанного Ага! Теперь я понимаю! момент. Тем не менее, он служит отличной отправной точкой для этого урока о тепле и температуре. Температура — это то, что показывает термометр. Какой бы мерой ни была эта температура, она отражается в показаниях термометра. Итак, как именно работает термометр? Насколько надежно метр , какой бы мерой ни была эта температура?

Как работает термометр

Сегодня существует множество типов термометров.Тип, с которым большинство из нас знакомо по научным занятиям, представляет собой жидкость, заключенную в узкую стеклянную колонку. В более старых термометрах этого типа использовалась жидкая ртуть. В ответ на наше понимание проблем со здоровьем, связанных с воздействием ртути, в этих типах термометров обычно используется какой-то жидкий спирт. Эти жидкостные термометры основаны на принципе теплового расширения. Когда вещество нагревается, оно расширяется до большего объема. Почти все вещества демонстрируют такое поведение при тепловом расширении. Это основа конструкции и работы термометров.

При повышении температуры жидкости в термометре увеличивается ее объем. Жидкость заключена в высокую узкую стеклянную (или пластмассовую) колонку с постоянной площадью поперечного сечения. Таким образом, увеличение объема происходит из-за изменения высоты жидкости внутри колонны. Увеличение объема и, следовательно, высоты столба жидкости пропорционально повышению температуры. Предположим, что повышение температуры на 10 градусов приводит к увеличению высоты колонны на 1 см.Тогда повышение температуры на 20 градусов приведет к увеличению высоты колонны на 2 см. А повышение температуры на 30 градусов приведет к увеличению высоты колонны на 3 см. Зависимость между температурой и высотой столбца является линейной в небольшом диапазоне температур, в котором используется термометр. Эта линейная зависимость делает калибровку термометра относительно простой задачей.

Калибровка любого измерительного инструмента включает нанесение делений или меток на инструмент для точного измерения количества по сравнению с известными стандартами. Любой измерительный инструмент — даже измерительная линейка — необходимо откалибровать. Инструмент нуждается в делениях или маркировке; например, метрическая палка обычно имеет отметки через каждые 1 см или через каждые 1 мм. Эти отметки должны быть нанесены точно, и о точности их размещения можно судить только при сравнении их с другим объектом, имеющим определенную длину.

Термометр калибруется с использованием двух объектов с известными температурами. Типичный процесс включает использование точки замерзания и точки кипения чистой воды.Вода, как известно, замерзает при 0 ° C и кипит при 100 ° C при атмосферном давлении 1 атм. Поместив термометр в смесь ледяной воды и позволив жидкости термометра достичь стабильной высоты, отметка 0 градусов может быть помещена на термометр. Точно так же, поместив термометр в кипящую воду (при давлении 1 атм) и позволив уровню жидкости достичь стабильной высоты, отметка 100 градусов может быть помещена на термометр. С помощью этих двух отметок, размещенных на термометре, между ними можно разместить 100 делений с одинаковым интервалом, представляющих отметки в 1 градус. Поскольку существует линейная зависимость между температурой и высотой жидкости, деления между 0 и 100 градусами могут быть одинаковыми. С помощью калиброванного термометра можно проводить точные измерения температуры любого объекта в диапазоне температур, для которого он был откалиброван.

Температурные шкалы

В результате описанного выше процесса калибровки термометра получается так называемый термометр по Цельсию.Термометр по Цельсию имеет 100 делений или интервалов между нормальной точкой замерзания и нормальной точкой кипения воды. Сегодня шкала Цельсия известна как шкала Цельсия, названная в честь шведского астронома Андерса Цельсия, которому приписывают ее разработку. Шкала Цельсия — это наиболее широко распространенная шкала температур, используемая во всем мире. Это стандартная единица измерения температуры почти во всех странах, самым заметным исключением являются Соединенные Штаты. По этой шкале температура 28 градусов Цельсия сокращается до 28 ° C.

Традиционно медленно применяют метрическую систему и другие принятые единицы измерения, в Соединенных Штатах чаще используется шкала температур по Фаренгейту. Термометр можно откалибровать по шкале Фаренгейта аналогично описанному выше. Разница в том, что нормальная точка замерзания воды обозначена как 32 градуса, а нормальная точка кипения воды обозначена как 212 градусов по шкале Фаренгейта. Таким образом, при использовании шкалы Фаренгейта между этими двумя температурами есть 180 делений или интервалов.Шкала Фаренгейта названа в честь немецкого физика Даниэля Фаренгейта. Температура 76 градусов по Фаренгейту сокращенно называется 76 ° F. В большинстве стран мира шкала Фаренгейта была заменена шкалой Цельсия.

Температуры, выраженные по шкале Фаренгейта, могут быть преобразованы в эквивалент шкалы Цельсия с помощью следующего уравнения:

° C = (° F — 32 °) / 1,8

Аналогичным образом, температуры, выраженные по шкале Цельсия, могут быть преобразованы в эквивалент шкалы Фаренгейта с помощью следующего уравнения:

° F = 1. 8 • ° C + 32 °

Температурная шкала Кельвина

В то время как шкалы Цельсия и Фаренгейта являются наиболее широко используемыми температурными шкалами, существует несколько других шкал, которые использовались на протяжении всей истории. Например, есть шкала Ренкина, шкала Ньютона и шкала Ромера, которые используются редко. Наконец, существует шкала температуры Кельвина, которая является стандартной метрической системой измерения температуры и, возможно, наиболее широко используемой температурной шкалой среди ученых.Температурная шкала Кельвина похожа на температурную шкалу Цельсия в том смысле, что между нормальной точкой замерзания и нормальной точкой кипения воды есть 100 одинаковых приращений. Однако отметка нуля градусов по шкале Кельвина на 273,15 единиц холоднее, чем по шкале Цельсия. Таким образом, температура 0 Кельвина эквивалентна температуре -273,15 ° C. Обратите внимание, что в этой системе не используется символ градуса. Таким образом, температура на 300 единиц выше 0 Кельвина обозначается как 300 Кельвин, а не 300 градусов Кельвина; сокращенно такая температура обозначается как 300 К. Преобразование между температурой Цельсия и температурой Кельвина (и наоборот) может быть выполнено с использованием одного из двух приведенных ниже уравнений.

° С = К — 273,15 °

К = ° С + 273,15

Нулевая точка по шкале Кельвина называется абсолютным нулем. Это самая низкая температура, которую можно достичь. Идею абсолютного минимума температуры продвигал шотландский физик Уильям Томсон (а.k.a. Лорд Кельвин) в 1848 году. На основе термодинамических принципов Томсон предположил, что самая низкая температура, которая может быть достигнута, составляет -273 ° C. До Томсона экспериментаторы, такие как Роберт Бойль (конец 17 века), были хорошо осведомлены о наблюдении, что объем (и даже давление) образца газа зависит от его температуры. Измерения изменений давления и объема при изменении температуры могут быть сделаны и нанесены на график. Графики зависимости объема от температуры (при постоянном давлении) и давления отТемпература (при постоянном объеме) отражает тот же вывод — объем и давление газа уменьшаются до нуля при температуре -273 ° C. Поскольку это наименьшие возможные значения объема и давления, разумно сделать вывод, что -273 ° C была самой низкой возможной температурой.

Томсон назвал эту минимальную самую низкую температуру абсолютным нулем и утверждал, что следует принять температурную шкалу, которая имела бы абсолютный ноль как самое низкое значение на шкале.Сегодня эта шкала температур носит его имя. Ученым и инженерам удалось охладить материю до температур, близких к -273,15 ° C, но никогда не ниже. В процессе охлаждения вещества до температур, близких к абсолютному нулю, наблюдается ряд необычных свойств. Эти свойства включают сверхпроводимость, сверхтекучесть и состояние вещества, известное как конденсат Бозе-Эйнштейна.

Температура — это то, что показывает термометр. Но что именно отражает температура? Концепция абсолютного нуля температуры весьма интересна, и наблюдение замечательных физических свойств образцов вещества, приближающегося к абсолютному нулю, заставляет задуматься над этой темой более глубоко. Что-то происходит на уровне частиц, что связано с наблюдениями, сделанными на макроскопическом уровне? Есть ли что-то более глубокое, чем просто показания термометра? Что происходит на уровне атомов и молекул по мере того, как температура образца вещества увеличивается или уменьшается? Эти вопросы будут рассмотрены на следующей странице Урока 1.

Проверьте свое понимание

1.При обсуждении калибровки термометра упоминалось, что существует линейная зависимость между температурой и высотой жидкости в колонке. Что, если отношения не были линейными? Можно ли калибровать термометр, если температура и высота столба жидкости не связаны линейной зависимостью?

2. Какое приращение температуры меньше — градус Цельсия или градус Фаренгейта? Объяснять.

3.Выполните соответствующие преобразования температуры, чтобы заполнить пробелы в таблице ниже.

	Цельсия (°)	по Фаренгейту (° F)	Кельвин (К)
а.	0
г.		212
г.			0
г.		78
e.		12

Температура — meteoblue

Что такое температура?

Температура — это физическая величина, описывающая тепла и холода и пропорционален средней кинетической энергии массы.
Термометры используются для измерения температура. Их можно стандартизировать по одной из трех шкал:

• шкала Фаренгейта (° F), которая особенно популярна в США
• шкала Цельсия (° C), которая является наиболее часто используемой
• шкала Кельвина (K), которая представляет собой единицу СИ для температуры.

Шкала Кельвина и шкала Цельсия имеют абсолютно одинаковые интервалы для разницы температур в 1 °, они отличаются только их нулевой точкой.

В метеорологии температура подразделяется на температуру воздуха, температуру поверхности, температуру почвы, воду. температура и температура на высоте. В метеорологии, как правило, учитывается температура воздуха, поэтому все остальные подробности относятся к этой температуре окружающей среды, но в дальнейшем упоминаются лишь кратко с температурой. Часто дневные или ночные температуры даны для описания погоды дня.

Кроме того, следует отметить, что температура сильно зависит от высоты.Это означает, что воздух охлаждается около 1 ° C на каждые 100 м увеличения высоты. Поэтому важно знать, на какой высоте находится измерительная станция. и на какой высоте закреплен датчик температуры, чтобы высота и, следовательно, разница температур другие датчики или станции можно считать правильно.

Как измеряется температура?

Все термометры используют преимущества различных физических свойств тканей, которые меняются при изменении температуры. Это может быть, например, увеличение объема жидкости, электрическое сопротивление металла или изменение объем металла.

По данным ВМО (Всемирная метеорологическая организация), погода станции измерения температуры воздуха — наиболее часто используемые устройства с электрическим сопротивлением. В Температура измеряется с интервалом в несколько секунд, из которых затем формируется 5-минутное среднее значение. На полном час, эти 5-минутные средства затем объединяются в среднее значение за час.Для неавтоматических, в основном частных, станций, интервал измерения также может составлять один час или даже один день.

Как настроить термометр метеостанции?

Рис. 1. Метеостанция в Чаме , Швейцария

Термометр для измерения температуры воздуха должен быть помещен на ровную поверхность (в идеале на коротко скошенную траву) и два метров над землей в соответствии со стандартами ВМО. Среда измерения должна быть освещена. прямо на солнце, и поблизости не должно быть никаких серьезных препятствий (деревья, здания), влияющих на циркуляцию воздуха. За Измерение, чтобы фактически измерить температуру воздуха, термометр должен быть в хорошо вентилируемом, белый защитный бокс. Эта защита гарантирует, что на устройство не попадет прямое излучение, которое нагревает его больше, чем окружающий воздух. Вентиляция может быть обеспечена как естественным путем с помощью планок, так и искусственно с помощью помощь болельщиков.Для измерения температуры на разной высоте используются измерительные мачты высотой до 300 м. За измерения выше этих 300 м, используются метеорологические шары.

Какие измерительные приборы используются для измерения температуры воздуха?

Национальные метеорологические службы (такие как MeteoSwiss) в основном используют одно из двух следующих устройств для измерения температуры:

• Прибор с медной константановой термопарой
• Прибор с платиновым термометром сопротивления (PT100)

Устройство с датчиком PT100 является более новым из двух используемых и медленно вытесняет медный константан. термопара.

Измерения обоих устройств основаны на изменении проводимости металла при повышении температуры или уменьшаются и, следовательно, могут регистрировать даже самые незначительные изменения температуры. На выходе получается преобразование компьютер и происходит автоматически.

Какие другие методы измерения доступны?

Датчики любого цифрового домашнего термометра основаны на той же технологии, что и профессиональное оборудование, но с гораздо более дешевыми материалами.Это проводящий материал, сопротивление которого зависит от температуры.

Классические старомодные термометры используют ртуть, которая, благодаря своей низкой теплоемкости, может увеличивать или уменьшить его объем даже при низких перепадах температуры. Однако эти термометры нельзя автоматизировать, и точность сильно зависит от наблюдателя.

Еще один устаревший метод определения температуры — биметаллический метод. Две металлические пластины с разным нагревом емкости скреплены вместе. При нагревании пластины деформируются по-разному и можно рассчитать разницу в температура по разнице пластин.

Трудности измерения температуры

Самые большие погрешности измерения связаны с неправильной установкой приборов. Если измерительные приборы прикреплены слишком близко к земле, они измеряют не только температуру воздуха, но и выделяемое тепло землей. Когда устройство облучается прямым солнечным светом, размеры этого устройства слишком высоки.Нельзя пренебрегать гарантированной вентиляцией, потому что стоячий воздух нагревается намного быстрее, чем движущийся. Таким образом, если в коробке измерительного прибора полный штиль, измеренные значения всегда завышены в корпусе солнечного излучения.

Если датчик температуры установлен на гудроне или асфальте, результаты измерения также будут искажены. поскольку эти поверхности (в отличие от травы) будут сильно нагреваться в результате солнечного излучения. Для униформы и, следовательно, сопоставимые результаты измерений, поэтому важно соблюдать правила ВМО.

Сколько существует измерительных станций?

В Швейцарии есть 154 официальных измерительных станции MeteoSwiss, которые измеряют температуру воздуха. Тем не мение, этого недостаточно для общенациональной измерительной сети, которая могла бы представлять Швейцарию, так как есть большие разница в высоте в Швейцарии и температура значительно меняется с высотой.

Таким образом, meteoblue также использует многочисленные частные измерительные станции, которые оцениваются и проверяются на полноту. данных, чтобы предлагать такие услуги, как Nowcast или погода карты более подробно.Однако эти измерительные станции могут выйти из строя, поскольку они не обязательно соответствуют требованиям ВМО. стандартов, поэтому все измерения проходят автоматический контроль качества перед использованием для прогнозирования или других целей.

Рис. 4: Мировое распределение метеорологических станций ВМО

По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), в настоящее время существует более 14 000 действующих метеостанций, которые ежедневно обновляются и соответствуют всем стандартам ВМО. Большинство они есть в США и Европе. meteoblue использует около 70 000 метеостанций по всему миру, из которых, помимо ВМО, используются станции, другие публичные и частные сети. Есть более 100 000 частных метеостанций, которые измерять и записывать погодные данные. Смотрим на все датчики температуры, установленные в автомобилях, смартфонах и др. электронных устройств, несколько миллионов датчиков температуры находятся в обращении с сильной тенденцией к росту.

.