A hőmérséklet egy fizikai mennyiség, amely az objektumot vagy rendszert alkotó részecskék átlagos kinetikus energiájához kapcsolódik. Minél nagyobb a kinetikus energia, annál magasabb a hőmérséklet. Hőmérsékletre úgy is hivatkozunk, mint a saját testünkkel és a külső környezettel kapcsolatos érzékszervi tapasztalatainkra, például amikor tárgyakat érintünk vagy érezzük a levegőt. A felhasználási környezettől függően azonban különböző típusok léteznek hőmérsékleti egységek.
Ebben a cikkben a hőmérsékleti mértékegységek különböző típusairól, jellemzőikről, sokféleségről és azok fontosságáról fogunk beszélni.
Hőmérséklet skálák és mértékegységek
Különféle skálák léteznek a hőmérséklet mérésére. A leggyakoribbak a következők:
- Celsius hőmérsékleti skála. Más néven "centigrádi skála", és a legszélesebb körben használt. Ezen a skálán a víz fagyáspontja 0 °C (nulla Celsius fok), forráspontja 100 °C.
- Fahrenheit skála. Ezt a mértéket használják a legtöbb angol nyelvű országban. Ezen a skálán a víz fagyáspontja 32 °F (harminckét Fahrenheit-fok), forráspontja pedig 212 °F.
- Kelvin skála. Ez a tudományban általánosan használt mérési módszer, nullapontként az „abszolút nulla” van beállítva, vagyis az objektum nem bocsát ki hőt, ami -273,15 °C-nak (Celsius) felel meg.
- Rankine skála. Ez a termodinamikai hőmérséklet általánosan használt mérése az Egyesült Államokban, és az abszolút nulla feletti Fahrenheit-fok mértéke, tehát nincsenek negatív vagy alacsonyabb értékek.
Hogyan mérik a hőmérsékletet?
- A hőmérséklet mérése hőmérsékleti skálán történik, azaz a különböző mértékegységek különböző skálák hőmérsékletét jelölik. Ehhez egy "hőmérőnek" nevezett készüléket használnak, amely a mérendő jelenségtől függően különböző típusú, például:
- tágulás és összehúzódás. A hőmérők gázok (gáz állandó nyomású hőmérők), folyadékok (higanyhőmérők) és szilárd anyagok (folyékony vagy bimetál hengeres hőmérők) mérésére léteznek, amelyek olyan elemek, amelyek magas hőmérsékleten kitágulnak, vagy alacsony hőmérsékleten összehúzódnak.
- ellenállás változása. Az ellenállás a megszerzett hőmérséklet függvényében változik. A méréshez ellenálláshőmérőket használnak, például érzékelőket (az elektromos változást hőmérséklet-változássá alakítani képes ellenálláson alapuló) és piroelektromos eszközöket (hajtóerőt generálnak).
- Hősugárzás hőmérő. Az ipari szektor által kibocsátott sugárzási jelenségek mérhetők hőmérséklet-érzékelőkkel, például infravörös pirométerekkel (nagyon alacsony hűtési hőmérséklet mérésére) és optikai pirométerekkel (kemencék magas hőmérsékletének és olvadt fémek mérésére).
- termoelektromos potenciál. Két különböző fém kombinációja, amelyeket különböző hőmérsékletek egymáshoz viszonyítva érintenek, elektromotoros erőt hoz létre, amely elektromos potenciállá alakul, és voltban mérik.
A hőmérséklet mértékegységeinek mérése
Amikor hőmérsékletről beszélünk, akkor a test által elnyelt vagy felszabaduló bizonyos mennyiségű hőről beszélünk. Fontos, hogy ne keverjük össze a hőmérsékletet a hővel. A hő az energia egyik formája a közlekedésben. A test vagy rendszer soha nem birtokol hőt, azt felszívja vagy leadja. Ehelyett ehhez a hőáramláshoz egy hőmérséklet tartozik.
A fizika szempontjából a rendszernek vagy testnek átadott hő molekuláris aktivitást, a molekulák keveredését (vagy mozgását) idézi elő. Amikor hőmérsékletet mérünk, olyan mozgást mérünk, amelyet érzékszervileg hőként érzékelünk, de valójában mozgási energia.
hőmérséklet mérés A tudomány, a technológia, az ipar és az orvostudomány számos területén nélkülözhetetlen.. Az iparban például elengedhetetlen a hőmérsékletmérés a gyártási folyamatokban, amelyekben a minőségi gyártás érdekében szükséges az anyagok és termékek hőmérsékletének szabályozása. Az élelmiszerek és a gyógyszerek tartósításánál is megtörténik a hőmérséklet mértékegységek mérése, mivel ez befolyásolhatja a termékek minőségét és biztonságát.
Az orvostudományban, A betegségek diagnosztizálásának és kezelésének fontos eszköze. A láz annak a jele, hogy a szervezet fertőzéssel vagy más betegséggel küzd. A testhőmérséklet mérése segíthet meghatározni, hogy egy személy lázas-e, és ezért orvosi kezelésre van szüksége.
A hőmérsékletmérés nagyon normális dolog a tudományos és kutatási területen. A fizikában a hőmérsékletet az anyagok hőenergiájának mérésére használják, ami hatással lehet az elektromos vezetőképességre, a viszkozitásra és az anyagok viselkedésének egyéb vonatkozásaira. A csillagászatban az égitestek hőmérsékletének mérése segíthet a tudósoknak jobban megérteni az űrben lévő objektumok összetételét és fejlődését.
hőmérséklet típusok
A hőmérséklet fel van osztva:
- Száraz hőmérséklet. Ez a levegő hőmérséklete anélkül, hogy figyelembe venné annak mozgását vagy a páratartalom százalékos arányát. Fehér higanyos hőmérővel mérik, hogy ne nyelje el a sugárzást. Valójában ez az a hőmérséklet, amit higanyhőmérővel mérünk.
- sugárzó hőmérséklet. Méri a tárgyak által kibocsátott hőt, beleértve a napsugárzást is. Tehát a sugárzási hőmérséklet attól függően változik, hogy napon vagy árnyékban fényképez.
- nedves hőmérséklet. Ennek a hőmérsékletnek a méréséhez a hőmérő gömbjét nedves pamutba csomagolják. Ezért, ha a környezet páratartalma magas, a száraz és a párás hőmérséklet azonos lesz, de minél alacsonyabb a relatív páratartalom a környezet és az izzó között, annál alacsonyabb a páratartalom.
A hőmérsékletet módosító tényezők
magasság
A magasság az egyik olyan tényező, amely módosítja a hőmérsékletet. A szórás az, hogy a hőmérséklet kilométerenként 6,5°C-kal csökken, ami 1°C 154 méterenként.. Ennek oka a légköri nyomás magassági csökkenése, ami a hőmegkötő levegőrészecskék alacsonyabb koncentrációját jelenti. Fontos azonban megjegyezni, hogy ez a hőmérsékletváltozás más tényezőktől is függ, például a napfénytől, a széltől és a páratartalomtól.
Szélességi kör
Minél magasabb a szélesség, annál alacsonyabb a hőmérséklet. A szélesség a Föld felszínének egy pontja és a 0 fokos párhuzamos (az egyenlítő) közötti szögtávolság. Mivel ez egy szögtávolság, ezért fokban mérjük.
Minél nagyobb a szélesség, vagyis minél nagyobb a távolság az egyenlítőtől, annál alacsonyabb a hőmérséklet. Az Egyenlítőnél ugyanis a Föld felszíne merőlegesen kapja a napsugarakat, míg a pólusokon (maximális szélességi fokokon) érintőlegesen, rövidebb ideig érkeznek a sugarak. Emiatt az Egyenlítő közelében az éghajlat felmelegszik, miközben a sarkokon jég halmozódik fel.
Kontinentalitás
Egy másik tényező, amely befolyásolja a hőmérsékletet, az óceántól való távolság, az úgynevezett kontinentalitás. Az óceánhoz legközelebb eső levegő nedvesebb, így hosszabb ideig képes stabil hőmérsékletet fenntartani. Ezzel szemben az óceántól távolabbi levegő szárazabb, így nagyobb a hőmérséklet-különbség a nappal és az éjszaka vagy a fény és az árnyék között. Ezért a sivatagi régiókban húsz fokos vagy ennél is magasabb hőmérsékleti tartományok lehetnek.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat a hőmérsékleti mértékegységekről és azok felhasználásáról.