وحدات قياس الحرارة ..قياس درجات الحرارة

[ابن الحته]

كيف نستخدم الترمومترات بطريقة صحيحة لقياس درجة حرارة



تُعَد درجة الحرارة مقياسًا لمدى سخونة المادة أو برودتها.
ويمكننا قياس درجة حرارة أي مادة باستخدام أداة تُسمَّى الترمومتر. يوجد نوعان من الترمومترات: الترمومترات التناظرية، والترمومترات الرقمية.
يوضِّح الشكل الآتي ترمومترًا تناظريًّا.


تُصنَع الترمومترات التناظرية عادةً من الزجاج مع وجود سائل أحمر اللون بداخلها.
وهذا السائل يرتفع أو ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها.
يُوجَد تدريج مطبوع لدرجة الحرارة على الترمومتر،
وعادةً ما يكون بالدرجات سلزية أو بالدرجة بالفهرنهايت أو بكلتيهما معًا.


إذا نظرنا عن قرب إلى الترمومتر، فسنرى علامات تناظِر قيمًا محدَّدة لدرجة الحرارة.

وتكون العلامة الأقرب إلى قمة السائل الأحمر هي درجة الحرارة التي نقرءها.


لقياس درجة حرارة أي مائع بدقة باستخدام الترمومتر التناظري،
ثمة أمور مهمة علينا تذكُّرها:

1. اغمر قاع الترمومتر، وهو ما يُسمَّى مستودع الترمومتر،
2. في المائع المراد قياس درجة حرارته.
3. وتأكَّد من أن مستودع الترمومتر لا يمس أي مادة أخرى أو يقترب منها،
   
4. مثل جوانب الوعاء أو قاعه؛ لأن الترمومتر في هذه الحالة يقيس درجة حرارة أكثر من جسم معًا،
5. بدلًا من قياس درجة حرارة المادة محل الاهتمام.
6. عندما تُمسك الترمومتر بطريقة ثابتة، انتظر بعض الوقت ريثما يرتفع السائل الأحمر أو ينخفض
   
7. أو يظل عند المستوى نفسه. يستغرق الترمومتر التناظري وقتًا حتى يتكيَّف مع محيطه.
8. وقبل أن تقرأ درجة الحرارة المقيسة، يجب أن يكون ارتفاع السائل الأحمر مستقرًّا ولا يتغيَّر على الإطلاق.
9. 
   
10. أمسك الترمومتر في وضع رأسي مستقيم، واجعل مستوى نظرك مُحاذيًا لقمة السائل الأحمر.
11. عليك تجنُّب النظر من مستوى أعلى من مستوى السائل أو أدنى منه،
12. فمن شأن هذا أن يُضلِّل عينيك؛ ومن ثَمَّ، تُسجِّل درجة حرارة غير صحيحة.
13. إذا دقَّقت النظر جيدًا، فقد تلاحظ أن سطح السائل الأحمر سطح منحنٍ. هذا السطح يُسمَّى بالسطح الهلالي. بوجه عام، يمكن أن ينحني هذا السطح لأعلى أو لأسفل. ويُسمَّى السطح الهلالي المنحني لأعلى سطحًا هلاليًّا محدَّبًا، أما السطح الهلالي المنحني لأسفل، فيُسمَّى سطحًا هلاليًّا مقعَّرًا. وعند إجراء قياس في كلتا الحالتين، فإننا ننظر إلى منتصف السطح الهلالي، ونستخدمه باعتباره مستوى المائع الذي نرصد علامات درجة الحرارة المقابلة له على الترمومتر.
14. تكون علامة درجة الحرارة الأقرب إلى مستوى منتصف السطح الهلالي هي درجة الحرارة التي تُسجِّلها باعتبارها القراءة التي حصلت عليها.

يعمل الترمومتر الرقمي بطريقة مماثلة إلى حدٍّ كبير لطريقة عمل الترمومتر التناظري. ولدى الترمومتر الرقمي مستودع لدرجة الحرارة يجب غمره أيضًا في السائل أو الغاز الذي نريد قياس درجة حرارته. وبالمثل، فهو يحتاج إلى بعض الوقت ليصل إلى قراءة مستقرة لدرجة الحرارة.


لكن بخلاف الترمومتر التناظري، فإن الترمومتر الرقمي يُسجِّل درجة الحرارة المقيسة. ولذلك، يقل احتمال وقوع الأخطاء عند قراءة درجة الحرارة باستخدام الترمومتر الرقمي.
نتناول الآن بعض الأمثلة على أخذ قياسات لدرجة الحرارة، مع تقديم تفسير لعدم صحة القراءات في بعض الحالات.
النقاط الرئيسية

• تُستخدَم الترمومترات التناظرية والرقمية لقياس درجة حرارة السوائل والغازات.
• لإجراء قياس صحيح باستخدام الترمومتر التناظري:
  • اغمر مستودع الترمومتر في المائع الذي تريد قياس درجة حرارته.
  • انتظر ريثما يستقر قياس الترمومتر.
  • أمسك الترمومتر في وضع رأسي مستقيم، واجعل عينيك في نفس مستوى قمة السائل الأحمر.
  • في حال وجود سطح هلالي، اختَر القياس الأقرب إلى مستوى منتصف السطح الهلالي؛ حيث يكون المنحنى مستويًا.
  • اقرأ درجة حرارة العلامة الأقرب إلى هذا المستوى.
• بالنسبة إلى الترمومتر الرقمي، اتبع الخطوتين الأوليين، ثم اقرأ درجة الحرارة المسجَّلة.