Η θερμοκρασία είναι ένα φυσικό μέγεθος που σχετίζεται με τη μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων που αποτελούν ένα αντικείμενο ή ένα σύστημα. Όσο μεγαλύτερη είναι η κινητική ενέργεια, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία. Αναφερόμαστε επίσης στη θερμοκρασία ως την αισθητηριακή μας εμπειρία του σώματός μας και του εξωτερικού περιβάλλοντος, για παράδειγμα όταν αγγίζουμε αντικείμενα ή αισθανόμαστε τον αέρα. Ωστόσο, ανάλογα με το πλαίσιο όπου χρησιμοποιείται, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι μονάδες θερμοκρασίας.
Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τους διαφορετικούς τύπους μονάδων θερμοκρασίας, τα χαρακτηριστικά τους, πολλές και τη σημασία τους.
Κλίμακες και μονάδες θερμοκρασίας
Υπάρχουν διάφοροι τύποι ζυγαριών για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Τα πιο συνηθισμένα είναι:
- Κλίμακα θερμοκρασίας Κελσίου. Γνωστή και ως «κλίμακα εκατοστού» και είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Σε αυτήν την κλίμακα, το σημείο πήξης του νερού είναι ίσο με 0 °C (μηδέν βαθμοί Κελσίου) και το σημείο βρασμού είναι 100 °C.
- Κλίμακα Φαρενάιτ. Αυτό είναι το μέτρο που χρησιμοποιείται στις περισσότερες αγγλόφωνες χώρες. Σε αυτήν την κλίμακα, το νερό έχει σημείο πήξης 32°F (τριάντα δύο βαθμούς Φαρενάιτ) και σημείο βρασμού 212°F.
- Κλίμακα Kelvin. Είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος μέτρησης στην επιστήμη και ως σημείο μηδέν ορίζεται το «απόλυτο μηδέν», δηλαδή το αντικείμενο δεν εκπέμπει θερμότητα, η οποία ισοδυναμεί με -273,15 °C (Κελσίου).
- Κλίμακα Rankine. Είναι μια μέτρηση που χρησιμοποιείται συνήθως για τη θερμοδυναμική θερμοκρασία στις Ηνωμένες Πολιτείες και ορίζεται ως το μέτρο των βαθμών Φαρενάιτ πάνω από το απόλυτο μηδέν, επομένως δεν υπάρχουν αρνητικές ή χαμηλότερες τιμές.
Πώς μετριέται η θερμοκρασία;
- Η θερμοκρασία μετριέται με κλίμακα θερμοκρασίας, δηλαδή διαφορετικές μονάδες αντιπροσωπεύουν θερμοκρασίες σε διαφορετικές κλίμακες. Για αυτό χρησιμοποιείται μια συσκευή που ονομάζεται «θερμόμετρο», η οποία είναι διαφόρων τύπων ανάλογα με το προς μέτρηση φαινόμενο, όπως:
- διαστολή και συστολή. Τα θερμόμετρα υπάρχουν για τη μέτρηση αερίων (θερμόμετρα σταθερής πίεσης αερίου), υγρών (υδράργυρα θερμόμετρα) και στερεών (θερμόμετρα υγρού ή διμεταλλικού κυλίνδρου), τα οποία είναι στοιχεία που διαστέλλονται σε υψηλές θερμοκρασίες ή συστέλλονται σε χαμηλές θερμοκρασίες.
- αλλαγή στην αντίσταση. Η αντίσταση αλλάζει ανάλογα με τη θερμοκρασία που αποκτούν. Για τη μέτρηση, χρησιμοποιούνται θερμόμετρα αντίστασης, όπως αισθητήρες (με βάση μια αντίσταση ικανή να μετατρέψει μια ηλεκτρική αλλαγή σε αλλαγή θερμοκρασίας) και πυροηλεκτρικά (δημιουργώντας κινητήρια δύναμη).
- Θερμόμετρο θερμικής ακτινοβολίας. Τα φαινόμενα ακτινοβολίας που εκπέμπονται από τον βιομηχανικό τομέα μπορούν να μετρηθούν με αισθητήρες θερμοκρασίας όπως υπέρυθρα πυρόμετρα (για μέτρηση πολύ χαμηλών θερμοκρασιών ψύξης) και οπτικά πυρόμετρα (για μέτρηση υψηλών θερμοκρασιών σε κλιβάνους και λιωμένα μέταλλα).
- θερμοηλεκτρικό δυναμικό. Ο συνδυασμός δύο διαφορετικών μετάλλων που επηρεάζονται από διαφορετικές θερμοκρασίες μεταξύ τους δημιουργεί μια ηλεκτροκινητική δύναμη, η οποία μετατρέπεται σε ηλεκτρικό δυναμικό και μετράται σε βολτ.
Μέτρηση μονάδων θερμοκρασίας
Όταν μιλάμε για θερμοκρασία, μιλάμε για ένα ορισμένο ποσό θερμότητας που απορροφάται ή απελευθερώνεται από το σώμα. Είναι σημαντικό να μην συγχέουμε τη θερμοκρασία με τη θερμότητα. Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας στις μεταφορές. Το σώμα ή το σύστημα δεν κατέχει ποτέ θερμότητα, την απορροφά ή την εγκαταλείπει. Αντίθετα, έχει μια θερμοκρασία που σχετίζεται με αυτή τη ροή θερμότητας.
Από τη σκοπιά της φυσικής, η θερμότητα που μεταφέρεται σε ένα σύστημα ή σώμα παράγει μοριακή δραστηριότητα, την ανάδευση (ή κίνηση) των μορίων. Όταν μετράμε τη θερμοκρασία, μετράμε την κίνηση που αντιλαμβανόμαστε αισθητικά ως θερμότητα αλλά στην πραγματικότητα είναι κινητική ενέργεια.
μέτρηση θερμοκρασίας Είναι απαραίτητο σε πολλούς τομείς της επιστήμης, της τεχνολογίας, της βιομηχανίας και της ιατρικής.. Στη βιομηχανία, για παράδειγμα, η μέτρηση της θερμοκρασίας είναι απαραίτητη στις διαδικασίες παραγωγής, στις οποίες είναι απαραίτητος ο έλεγχος της θερμοκρασίας των υλικών και των προϊόντων για να διασφαλιστεί η ποιοτική παραγωγή. Μετρήσεις των μονάδων θερμοκρασίας γίνονται και στη συντήρηση τροφίμων και φαρμάκων, αφού μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα και την ασφάλεια των προϊόντων.
Στην ιατρική, Είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τη διάγνωση και τη θεραπεία ασθενειών. Ο πυρετός είναι ένα σημάδι ότι το σώμα καταπολεμά μια μόλυνση ή άλλη ασθένεια. Η μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος μπορεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε εάν ένα άτομο έχει πυρετό και επομένως χρειάζεται ιατρική περίθαλψη.
Η μέτρηση της θερμοκρασίας είναι κάτι πολύ φυσιολογικό στον επιστημονικό και ερευνητικό τομέα. Στη φυσική, η θερμοκρασία χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμικής ενέργειας των υλικών, η οποία μπορεί να έχει επιπτώσεις στην ηλεκτρική αγωγιμότητα, το ιξώδες και άλλες πτυχές της συμπεριφοράς των υλικών. Στην αστρονομία, η μέτρηση της θερμοκρασίας των ουράνιων σωμάτων μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη σύνθεση και την εξέλιξη των αντικειμένων στο διάστημα.
τύπους θερμοκρασίας
Η θερμοκρασία χωρίζεται σε:
- Ξηρή θερμοκρασία. Είναι η θερμοκρασία του αέρα χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η κίνηση ή το ποσοστό υγρασίας του. Μετριέται με θερμόμετρο λευκού υδραργύρου για να μην απορροφά ακτινοβολία. Στην πραγματικότητα, είναι η θερμοκρασία που μετράμε με ένα θερμόμετρο υδραργύρου.
- θερμοκρασία ακτινοβολίας. Μετρά τη θερμότητα που εκπέμπεται από αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένης της ηλιακής ακτινοβολίας. Έτσι, η θερμοκρασία ακτινοβολίας θα ποικίλλει ανάλογα με το αν φωτογραφίζετε στον ήλιο ή στη σκιά.
- υγρή θερμοκρασία. Για τη μέτρηση αυτής της θερμοκρασίας, η σφαίρα του θερμομέτρου είναι τυλιγμένη σε υγρό βαμβάκι. Επομένως, εάν η περιβαλλοντική υγρασία είναι υψηλή, οι ξηρές και υγρές θερμοκρασίες θα είναι οι ίδιες, αλλά όσο χαμηλότερη είναι η σχετική υγρασία μεταξύ του περιβάλλοντος και του λαμπτήρα, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία υγρασίας.
Παράγοντες που τροποποιούν τη θερμοκρασία
Υψόμετρο
Το υψόμετρο είναι ένας από τους παράγοντες που τροποποιούν τη θερμοκρασία. Η τυπική απόκλιση είναι ότι η θερμοκρασία πέφτει 6,5°C ανά χιλιόμετρο, δηλαδή 1°C για κάθε 154 μέτρα.. Αυτό οφείλεται στη μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης με το υψόμετρο, που σημαίνει χαμηλότερη συγκέντρωση σωματιδίων αέρα που παγιδεύουν τη θερμότητα. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτή η αλλαγή θερμοκρασίας εξαρτάται επίσης από άλλους παράγοντες όπως το φως του ήλιου, ο άνεμος και η υγρασία.
Γεωγραφικό πλάτος
Όσο μεγαλύτερο είναι το γεωγραφικό πλάτος, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία. Γεωγραφικό πλάτος είναι η γωνιακή απόσταση από ένα σημείο της επιφάνειας της Γης έως τις 0 μοίρες παράλληλο (ο ισημερινός). Δεδομένου ότι είναι μια γωνιακή απόσταση, μετριέται σε μοίρες.
Όσο μεγαλύτερο είναι το γεωγραφικό πλάτος, δηλαδή όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από τον ισημερινό, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία. Αυτό συμβαίνει γιατί στον ισημερινό, η επιφάνεια της Γης δέχεται τις ακτίνες του ήλιου κάθετα, ενώ στους πόλους (μέγιστα γεωγραφικά πλάτη), οι ακτίνες φτάνουν εφαπτομενικά, για μικρότερο χρονικό διάστημα. Για το λόγο αυτό, κοντά στον ισημερινό, το κλίμα θερμαίνεται ενώ ο πάγος συσσωρεύεται στους πόλους.
Ηπειρωτικότητα
Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη θερμοκρασία είναι η απόσταση από τον ωκεανό, γνωστή ως ηπειρωτικότητα. Ο αέρας που βρίσκεται πιο κοντά στον ωκεανό είναι πιο υγρός, επομένως μπορεί να διατηρήσει μια σταθερή θερμοκρασία για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Αντίθετα, ο αέρας μακρύτερα από τον ωκεανό είναι πιο ξηρός, επομένως η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας ή φωτός και σκιάς είναι μεγαλύτερη. Ως εκ τούτου, μπορεί να υπάρχουν θερμοκρασίες είκοσι βαθμών ή περισσότερο σε περιοχές της ερήμου.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις μονάδες θερμοκρασίας και τις χρήσεις τους.