יחידות טמפרטורה

טמפרטורה היא כמות פיזיקלית הקשורה לאנרגיה הקינטית הממוצעת של החלקיקים המרכיבים עצם או מערכת. ככל שהאנרגיה הקינטית גבוהה יותר, כך הטמפרטורה גבוהה יותר. אנו מתייחסים גם לטמפרטורה כאל החוויה החושית שלנו של הגוף שלנו ושל הסביבה החיצונית, למשל כאשר אנו נוגעים בחפצים או מרגישים באוויר. עם זאת, בהתאם להקשר שבו הוא משמש, ישנם סוגים שונים של יחידות טמפרטורה.

במאמר זה אנו הולכים לדבר על הסוגים השונים של יחידות טמפרטורה, מאפיינים, רבים וחשיבותן.

סולמות טמפרטורה ויחידות

ישנם סוגים שונים של מאזניים למדידת טמפרטורה. הנפוצים ביותר הם:

• סולם טמפרטורות צלזיוס. ידוע גם בשם "סולם צלזיוס" והוא הנפוץ ביותר. בסולם זה, נקודת הקיפאון של המים שווה ל-0 מעלות צלזיוס (אפס מעלות צלזיוס) ונקודת הרתיחה היא 100 מעלות צלזיוס.
• סולם פרנהייט. זהו המדד המשמש ברוב המדינות דוברות האנגלית. בקנה מידה זה, למים יש נקודת הקפאה של 32 מעלות פרנהייט (212 מעלות פרנהייט) ונקודת רתיחה של XNUMX מעלות פרנהייט.
• סולם קלווין. זוהי שיטת מדידה נפוצה במדע, ו"אפס מוחלט" מוגדר כנקודת האפס, כלומר, העצם אינו פולט חום, השווה ל-273,15 מעלות צלזיוס (צלזיוס).
• סולם רנקין. זוהי מדידה נפוצה של טמפרטורה תרמודינמית בארצות הברית ומוגדרת כמדד מעלות פרנהייט מעל האפס המוחלט, כך שאין ערכים שליליים או נמוכים יותר.

איך מודדים את הטמפרטורה?

• הטמפרטורה נמדדת לפי סולם טמפרטורה, כלומר, יחידות שונות מייצגות טמפרטורות בסולמות שונים. לשם כך נעשה שימוש במכשיר הנקרא "מדחום", שהוא מסוגים שונים בהתאם לתופעה שיש למדוד, כגון:
• התרחבות והתכווצות. קיימים מדי חום למדידת גזים (מדדי חום בלחץ קבוע של גז), נוזלים (מדדי כספית) ומוצקים (מדחום גלילי נוזלי או דו-מתכתי), שהם יסודות המתרחבים בטמפרטורות גבוהות או מתכווצים בטמפרטורות נמוכות.
• שינוי בהתנגדות. ההתנגדות משתנה בהתאם לטמפרטורה שהם רוכשים. לצורך מדידה, משתמשים במדחום התנגדות, כגון חיישנים (המבוססים על התנגדות המסוגלת להמיר שינוי חשמלי לשינוי בטמפרטורה) ופירואלקטריות (היוצרות כוח מניע).
• מדחום לקרינה תרמית. ניתן למדוד תופעות קרינה הנפלטות מהמגזר התעשייתי באמצעות חיישני טמפרטורה כגון פירומטרים אינפרא אדום (למדידת טמפרטורות קירור נמוכות מאוד) ופירומטרים אופטיים (למדידת טמפרטורות גבוהות בתנורים ומתכות מותכות).
• פוטנציאל תרמואלקטרי. השילוב של שתי מתכות שונות המושפעות מטמפרטורות שונות זו לזו יוצר כוח אלקטרו-מוטורי, המומר לפוטנציאל חשמלי ונמדד בוולט.

מדידת יחידות טמפרטורה

כשמדברים על טמפרטורה, מדברים על כמות מסוימת של חום שנספגת או משתחררת בגוף. חשוב לא לבלבל בין טמפרטורה לחום. חום הוא סוג של אנרגיה בהובלה. הגוף או המערכת לעולם אינם מחזיקים בחום, הם סופגים או מוותרים עליו. במקום זאת, יש לו טמפרטורה הקשורה לזרימת החום הזו.

מנקודת המבט של הפיזיקה, החום המועבר למערכת או לגוף מייצר פעילות מולקולרית, תסיסה (או תנועה) של המולקולות. כאשר אנו מודדים טמפרטורה, אנו מודדים תנועה שאנו תופסים מבחינה חושית כחום אך היא למעשה אנרגיה קינטית.

מדידת טמפרטורה זה חיוני בתחומים רבים של מדע, טכנולוגיה, תעשייה ורפואה.. בתעשייה, למשל, מדידת טמפרטורה חיונית בתהליכי ייצור, בהם יש צורך לשלוט בטמפרטורה של חומרים ומוצרים כדי להבטיח ייצור איכותי. מדידות של יחידות הטמפרטורה נעשות גם בשימור מזון ותרופות, שכן הדבר עלול להשפיע על איכות ובטיחות המוצרים.

בתרופה, זהו כלי חשוב לאבחון וטיפול במחלות. חום הוא סימן לכך שהגוף נלחם בזיהום או במחלה אחרת. מדידת טמפרטורת הגוף יכולה לעזור לקבוע אם לאדם יש חום ולכן זקוק לטיפול רפואי.

מדידת טמפרטורה היא משהו מאוד נורמלי בתחום המדעי והמחקר. בפיזיקה, הטמפרטורה משמשת למדידת האנרגיה התרמית של חומרים, שיכולות להיות לה השלכות על מוליכות חשמלית, צמיגות והיבטים אחרים של התנהגות חומרים. באסטרונומיה, מדידת הטמפרטורה של גרמי השמיים יכולה לעזור למדענים להבין טוב יותר את ההרכב וההתפתחות של עצמים בחלל.

סוגי טמפרטורה

הטמפרטורה מחולקת ל:

• טמפרטורה יבשה. זוהי טמפרטורת האוויר מבלי לקחת בחשבון את תנועתו או אחוז הלחות שלו. הוא נמדד במדחום כספית לבנה כדי למנוע ממנו לספוג קרינה. למעשה, זו הטמפרטורה שאנו מודדים עם מדחום כספית.
• טמפרטורת קרינה. מודד את החום הנפלט מעצמים, כולל קרינת השמש. אז טמפרטורת הקרינה תשתנה בהתאם אם אתה מצלם בשמש או בצל.
• טמפרטורה לחה. כדי למדוד טמפרטורה זו, כדור המדחום עטוף בכותנה לחה. לכן, אם הלחות הסביבתית גבוהה, טמפרטורת היבש והלחות יהיו זהות, אך ככל שהלחות היחסית בין הסביבה לנורה נמוכה יותר, כך טמפרטורת הלחות נמוכה יותר.

גורמים שמשנים את הטמפרטורה

גובה

גובה הוא אחד הגורמים שמשנים את הטמפרטורה. סטיית התקן היא שהטמפרטורה יורדת ב-6,5 מעלות צלזיוס לקילומטר, שהם 1 מעלות צלזיוס לכל 154 מטר.. זה נובע מהירידה בלחץ האטמוספרי עם הגובה, כלומר ריכוז נמוך יותר של חלקיקי אוויר לוכדי חום. עם זאת, חשוב לציין ששינוי טמפרטורה זה תלוי גם בגורמים נוספים כמו אור שמש, רוח ולחות.

קו רוחב

ככל שקו הרוחב גבוה יותר, כך הטמפרטורה נמוכה יותר. קו הרוחב הוא המרחק הזוויתי מנקודה על פני כדור הארץ אל המקבילה של 0 מעלות (קו המשווה). מכיוון שמדובר במרחק זוויתי, הוא נמדד במעלות.

ככל שקו הרוחב גבוה יותר, כלומר ככל שהמרחק לקו המשווה גדול יותר, כך הטמפרטורה נמוכה יותר. הסיבה לכך היא שבקו המשווה, פני כדור הארץ קולטים את קרני השמש בניצב, בעוד שבקטבים (קוי הרוחב המרביים), הקרניים מגיעות באופן משיק, לפרק זמן קצר יותר. מסיבה זו, ליד קו המשווה, האקלים מתחמם בעוד קרח מצטבר בקטבים.

יבשות

גורם נוסף המשפיע על הטמפרטורה הוא המרחק לאוקיינוס, המכונה יבשות. האוויר הקרוב לאוקיינוס ​​לח יותר, כך שהוא יכול לשמור על טמפרטורה יציבה לאורך זמן. לעומת זאת, אוויר רחוק יותר מהאוקיינוס ​​יבש יותר, ולכן הפרש הטמפרטורות בין יום ללילה או אור וצל גדול יותר. לכן, באזורים מדבריים יכולים להיות טווחי טמפרטורות של עשרים מעלות ומעלה.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על יחידות טמפרטורה והשימושים שלהן.