หน่วยอุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นปริมาณทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคที่ประกอบกันเป็นวัตถุหรือระบบ พลังงานจลน์ยิ่งสูงอุณหภูมิก็ยิ่งสูงขึ้น นอกจากนี้ เรายังอ้างถึงอุณหภูมิว่าเป็นประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสของร่างกายเราเองและสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น เมื่อเราสัมผัสวัตถุหรือรู้สึกถึงอากาศ อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับบริบทที่ใช้ มีหลายประเภท หน่วยอุณหภูมิ.

ในบทความนี้เราจะพูดถึงหน่วยอุณหภูมิประเภทต่างๆ ลักษณะเฉพาะ และความสำคัญ

สเกลและหน่วยอุณหภูมิ

เครื่องชั่งวัดอุณหภูมิมีหลายประเภท ที่พบบ่อยที่สุดคือ:

• ระดับอุณหภูมิเซลเซียส หรือที่เรียกว่า "มาตราส่วนเซนติเกรด" และใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ในระดับนี้ จุดเยือกแข็งของน้ำเท่ากับ 0 °C (ศูนย์องศาเซลเซียส) และจุดเดือดคือ 100 °C
• ระดับฟาเรนไฮต์ นี่เป็นมาตรการที่ใช้ในประเทศที่ใช้ภาษาอังกฤษเป็นส่วนใหญ่ ในระดับนี้ น้ำมีจุดเยือกแข็งที่ 32°F (สามสิบสององศาฟาเรนไฮต์) และจุดเดือดที่ 212°F
• ระดับเคลวิน. เป็นวิธีการวัดที่ใช้กันทั่วไปในทางวิทยาศาสตร์ และกำหนดให้ "ศูนย์สัมบูรณ์" เป็นจุดศูนย์ นั่นคือ วัตถุไม่คายความร้อน ซึ่งมีค่าเท่ากับ -273,15 °C (เซลเซียส)
• ระดับแรงคิน. เป็นการวัดอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ที่ใช้กันทั่วไปในสหรัฐอเมริกา และกำหนดให้เป็นหน่วยวัดองศาฟาเรนไฮต์ที่สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ ดังนั้นจึงไม่มีค่าลบหรือค่าต่ำกว่า

อุณหภูมิวัดได้อย่างไร?

• อุณหภูมิวัดได้จากมาตราส่วนอุณหภูมิ นั่นคือ หน่วยต่างๆ แสดงถึงอุณหภูมิในระดับต่างๆ ในการนี้จะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า "เทอร์โมมิเตอร์" ซึ่งมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ที่จะวัด เช่น
• การขยายตัวและการหดตัว. เทอร์โมมิเตอร์มีอยู่เพื่อวัดก๊าซ (เทอร์โมมิเตอร์แบบแรงดันคงที่ของก๊าซ) ของเหลว (เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท) และของแข็ง (เทอร์โมมิเตอร์แบบกระบอกของเหลวหรือ bimetallic) ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ขยายตัวที่อุณหภูมิสูงหรือหดตัวที่อุณหภูมิต่ำ
• การเปลี่ยนแปลงความต้านทาน. ความต้านทานจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิที่ได้รับ สำหรับการวัด จะใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน เช่น เซ็นเซอร์ (ขึ้นอยู่กับความต้านทานที่สามารถแปลงการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าเป็นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ) และไพโรอิเล็กทริก (สร้างแรงผลักดัน)
• เครื่องวัดอุณหภูมิรังสีความร้อน ปรากฏการณ์การแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากภาคอุตสาหกรรมสามารถวัดได้ด้วยเซนเซอร์อุณหภูมิ เช่น อินฟราเรดไพโรมิเตอร์ (เพื่อวัดอุณหภูมิในการทำความเย็นที่ต่ำมาก) และไพโรมิเตอร์แบบออปติคัล (เพื่อวัดอุณหภูมิที่สูงในเตาเผาและโลหะหลอมเหลว)
• ศักย์ไฟฟ้า. การรวมกันของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันซึ่งได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิที่แตกต่างกันซึ่งสัมพันธ์กันทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ซึ่งแปลงเป็นศักย์ไฟฟ้าและวัดเป็นโวลต์

การวัดหน่วยอุณหภูมิ

เมื่อเราพูดถึงอุณหภูมิ เรากำลังพูดถึงปริมาณความร้อนที่ร่างกายดูดซับหรือปล่อยออกมา สิ่งสำคัญคืออย่าสับสนระหว่างอุณหภูมิกับความร้อน. ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งในการขนส่ง ร่างกายหรือระบบไม่เคยมีความร้อน แต่จะดูดซับหรือให้ความร้อน แต่มีอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับการไหลของความร้อนนั้นแทน

จากมุมมองของฟิสิกส์ ความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังระบบหรือร่างกายทำให้เกิดกิจกรรมระดับโมเลกุล การกวน (หรือการเคลื่อนที่) ของโมเลกุล เมื่อเราวัดอุณหภูมิ เราวัดการเคลื่อนไหวที่เรารับรู้ทางประสาทสัมผัสว่าเป็นความร้อน แต่จริงๆ แล้วเป็นพลังงานจลน์

การวัดอุณหภูมิ มีความสำคัญในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี อุตสาหกรรม และการแพทย์หลายแขนง. ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรม การวัดอุณหภูมิเป็นสิ่งจำเป็นในกระบวนการผลิต ซึ่งจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิของวัสดุและผลิตภัณฑ์เพื่อให้แน่ใจว่าการผลิตมีคุณภาพ การวัดหน่วยอุณหภูมินั้นทำขึ้นในการถนอมอาหารและยาด้วย เนื่องจากอาจส่งผลต่อคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์

ในทางการแพทย์ เป็นเครื่องมือสำคัญในการวินิจฉัยและรักษาโรค ไข้เป็นสัญญาณว่าร่างกายกำลังต่อสู้กับการติดเชื้อหรืออาการป่วยอื่นๆ การวัดอุณหภูมิร่างกายสามารถช่วยระบุได้ว่าบุคคลนั้นมีไข้หรือไม่ และจำเป็นต้องได้รับการรักษาพยาบาลหรือไม่

การวัดอุณหภูมิเป็นเรื่องปกติมากในสาขาวิทยาศาสตร์และการวิจัย ในวิชาฟิสิกส์ อุณหภูมิใช้ในการวัดพลังงานความร้อนของวัสดุ ซึ่งอาจมีความเกี่ยวข้องกับการนำไฟฟ้า ความหนืด และลักษณะอื่นๆ ของพฤติกรรมของวัสดุ ในทางดาราศาสตร์ การวัดอุณหภูมิของวัตถุท้องฟ้าสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจองค์ประกอบและวิวัฒนาการของวัตถุในอวกาศได้ดีขึ้น

ประเภทอุณหภูมิ

อุณหภูมิแบ่งออกเป็น:

• อุณหภูมิแห้ง เป็นอุณหภูมิของอากาศโดยไม่คำนึงถึงการเคลื่อนไหวหรือเปอร์เซ็นต์ความชื้น วัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทสีขาวเพื่อป้องกันไม่ให้ดูดซับรังสี แท้จริงแล้วมันคืออุณหภูมิที่เราวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท
• อุณหภูมิที่สดใส. วัดความร้อนที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ รวมถึงรังสีดวงอาทิตย์ ดังนั้นอุณหภูมิที่เปล่งออกมาจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังถ่ายภาพกลางแดดหรือในที่ร่ม
• อุณหภูมิชื้น ในการวัดอุณหภูมินี้ ให้ห่อทรงกลมของเทอร์โมมิเตอร์ด้วยผ้าฝ้ายชุบน้ำหมาดๆ ดังนั้นหากความชื้นในสิ่งแวดล้อมสูง อุณหภูมิแห้งและความชื้นจะเท่ากัน แต่ยิ่งความชื้นสัมพัทธ์ระหว่างสิ่งแวดล้อมกับกระเปาะต่ำ อุณหภูมิความชื้นก็จะยิ่งต่ำลง

ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ระดับความสูง

ระดับความสูงเป็นปัจจัยหนึ่งที่เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานคืออุณหภูมิจะลดลง 6,5°C ต่อกิโลเมตร ซึ่งเท่ากับ 1°C ต่อทุกๆ 154 เมตร. นี่เป็นเพราะการลดลงของความกดอากาศตามระดับความสูง ซึ่งหมายถึงความเข้มข้นที่ลดลงของอนุภาคอากาศดักจับความร้อน อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ เช่น แสงแดด ลม และความชื้นด้วย

ละติจูด

ยิ่งละติจูดสูง อุณหภูมิยิ่งต่ำ ละติจูดคือระยะทางเชิงมุมจากจุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกไปยังเส้นขนาน 0 องศา (เส้นศูนย์สูตร) เนื่องจากเป็นระยะทางเชิงมุมจึงมีหน่วยวัดเป็นองศา

ยิ่งละติจูดสูง นั่นคือระยะทางถึงเส้นศูนย์สูตรยิ่งมาก อุณหภูมิยิ่งต่ำ เนื่องจากที่เส้นศูนย์สูตร พื้นผิวโลกได้รับรังสีจากดวงอาทิตย์ในแนวตั้งฉาก ในขณะที่บริเวณขั้วโลก (ละติจูดสูงสุด) รังสีจะส่องมาในลักษณะสัมผัสกันในช่วงเวลาสั้นกว่า ด้วยเหตุนี้ บริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตร ภูมิอากาศจึงอุ่นขึ้นในขณะที่น้ำแข็งสะสมตัวที่ขั้วโลก

ทวีป

อีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่ออุณหภูมิคือระยะทางไปยังมหาสมุทร ซึ่งเรียกว่าทวีป อากาศที่อยู่ใกล้มหาสมุทรที่สุดจะมีความชื้นมากกว่า ดังนั้นจึงสามารถรักษาอุณหภูมิให้คงที่ได้นานขึ้น ในทางกลับกัน อากาศที่อยู่ห่างจากมหาสมุทรจะแห้งกว่า ดังนั้นความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนหรือแสงและเงาจึงมากกว่า ดังนั้น ในบริเวณทะเลทรายอาจมีอุณหภูมิตั้งแต่ XNUMX องศาขึ้นไป

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหน่วยอุณหภูมิและการใช้งาน