На чем основано действие термометра физика
На чем основан принцип действия термометра
Термометр — это произведенное для измерений оборудование, с учетом от типа исполнения прибор выводит показатели среды. Допускается снятие показаний как с воздуха, так и жидкости, газов и так далее. Устройство появилось благодаря Галилео Галилею, но его вариант термометра имел большие отличия от современных приборов. Более современный аналог был изобретен спустя 200 с лишним лет, благодаря работе физика из Швеции Цельсия. Именно он создал шкалу делений от 1 до 100, поэтому в его честь температура измеряется в градусах Цельсия. Разберемся, на чем основан принцип действия термометра.
Как работают термометры?
Основные элементы термометра:
В процессе измерения объем жидкости меняется – температура растет, столбик в пределах шкалы поднимается. Распространенный вопрос: для чего нужен термометр? Он необходим для получения точных показателей температуры. Шкала наносится на саму поверхность толстостенных капилляров. В других вариациях исполнения нанесение выполняется на пластинку, которая стоит внутри стеклянной оболочки. Это термометры с вложенной шкалой, также возможно закрепление шкалы к прикладной пластинке, к ней крепится капилляр.
Что такое термометрия?
Понятие довольно часто используется, термометрия — это определение методов, которые могут использоваться с целью измерения температуры, среди прочего это температура тела человека. Обозначение зависит от страны, у нас пользуются шкалой Цельсия, в Великобритании, США все еще используют шкалу Фаренгейта. Поэтому на вопрос: термометрия — что это?
Можно ответить, что это совокупность методов, которые основаны на передаче тепла бесконтактно или контактным путем и используются для определения температуры. Если измерения бесконтактные, передача тепла обеспечивается через среду, обычно это воздух. Есть разные виды градусников, в медицинской практике в основном используются данные контактной температуры. Такой метод более надежен, поскольку передача идет от тела к прибору.
Как работают термометры, отличия различных моделей
Оборудование известно более четырех сотен лет, однако все еще вносятся корректировки, в результате чего создаются инновационные виды термометров. Они функционируют на основе реакций, не используемых ранее.
Какие приборы существуют?
Ассортимент термометров необходим, поскольку их подбирают с учетом назначения:
Особенности применения
Каждый вид приборов ориентирован на определенные условия. Для получения данных по температуре помещений достаточно контакта с воздухом, а при снятии показаний человеческого тела стандартные термометры располагаются в подмышечной впадине. Жидкостные термометры погружаются в среду на время измерений.
Изделия в виде сосок позволяют с удобством замерить температуру у малышей, пустышка дается ребенку. Она должна находиться в ротовой полости примерно 3-5 минут. Предусматривается подача сигнала, например мелодии. Погрешность равна 0,1 градуса, но ребенок должен быть в спокойном состоянии. Если он будет дышать ртом или плакать, точность будет намного хуже.
Термометр
Инфракрасные изделия ушного исполнения считывают показатели из барабанной перепонки, результат выводится 2-4 секунды спустя. Для работы нужны батарейки, данные показаны на специальном экране. С целью облегчения размещения в слуховом проходе дополняются подсветкой. Актуальны после трех лет, поскольку у малышей слишком узкий ушной проход.
Инфракрасные модели для измерений в области лба нужно прикладывать к коже, их работа ничем не отличается от ушных. Могут работать без контакта – на удалении 2,5 см от кожи. Цифровой результат выводится в течение нескольких секунд.
Итоги
Измерение температурных показателей имеет большое значение, термометры позволяют установить отклонение от нормы и скорректировать лечение. Градусники для воздушной среды или бытовые модели используются повсеместно. Остальные приборы более специфичны и могут использоваться в производственных условиях, для контроля за оборудованием, получения измерений воды, газа и так далее. Отличаться может принцип работы, оформление, материалы, шкала, однако все виды градусников используются с одной целью – измерение температуры.
Вопрос № 4. Пояснить на каком физическом явлении основан принцип термометров. Объяснить устройство дилатометрического термометра.
Принцип действия дилатометрических и термометров основан на различии линейного расширения твердых тел, из которых изготовлены чувствительные элементы этих термометров.
Схема дилатометрического термометра на рис. Термометр состоит из трубки 1. изготовленной из металла с большим коэффициентом линейного расширения (меди, латуни, алюминия), и стержня 2 из материала с малым коэффициентом линейного расширения (инвара, фарфора). Один конец трубки крепится неподвижно к корпусу прибора, а к другому жестко прикреплен стержень. Сама трубка помещается в среду, температуру которой измеряют. Изменение температуры среды приводит к изменению длины трубки, а длина стержня остается практически постоянной. Это приводит к перемещению стержня, который с помощью рычага 3 перемещает стрелку по шкале прибора.
Дилатометрические термометры для непосредственных измерений температуры применяются сравнительно редко.
Термометр – прибор для измерения температуры
Термометр – прибор для измерения температуры
В настоящее время трудно найти человека, который не слышал о таких 
приспособлениях как термометр, лабораторные весы или песочные часы и не смог бы объяснять, для чего они предназначены.
Если раньше широко употребляемым было слово градусник, которое ассоциировалось только с ртутным термометром, то в настоящее время рынок лабораторного оборудования и измерительных приборов настолько расширился, что к слову термометр присоединяют еще одно слово, определяющее его тип или принцип действия: молочный, технический, керосиновый, для воды, оконный, газовый, оптический, инфракрасный, термополоски. Разнообразие данного изделия можно найти практически в любой аптеке, но разобраться в них и выбрать наиболее подходящий достаточно непросто, так как каждая модель наряду со своими преимуществами обладает и рядом недостатков.
Определение и применение
Термометр – это прибор для измерения температуры тела, воды, почвы, воздуха и др.. Принцип действия основан на свойстве жидкости расширятся под действием тепла. В связи с тем, что прибор измерения температуры неприхотлив в использовании, он часто применяется как в технической области и лабораторной практике, так и в быту. На сегодняшний день существует большое количество разновидностей такого измерительного оборудования, отличающиеся по способу действия, но главной их задачей является измерение температуры.
Возникновение термометра
Многие ученые трудились над изобретением термометра. Однако основы современного измерения температуры заложил в 1592 г. Галилео Галилей. Конструкция его прибора была очень проста. Термоскоп-термометр показывал только изменение степени нагретости тела. А отсутствие шкалы делало его несовершенным из-за невозможности определить точное температурное значение. В начале XVIII века немецкий ученый Фаренгейт впервые изобрел современный измерительный прибор – ртутный термометр со стандартной шкалой. Позже Цельсий установил константы точки тающего льда и кипящей воды.
Виды термометров
Современный рынок лабораторного оборудования и приборов настолько велик, что перечислить и разобраться в них не так уж просто. Однако такое разнообразие помогает найти наиболее подходящий вариант термометра:
— жидкостный – самый распространенный вид, основанный на тепловом расширении химических реактивов (ртути, керосина, этилового спирта, пентана, толуола и т. д.). По сравнению с другими термометрами, ртутный имеет больше преимуществ, благодаря достоинствам используемого химического вещества. Он точно определяет температуру тела, долговечен, легко стерилизуется и имеет невысокую стоимость. Ртутный градусник (наиболее частое название) обладает наибольшей точностью определения температуры, погрешность которого составляет около 0,1 °C. Однако хрупкое лабораторное стекло и ядовитая начинка представляют опасность для человека при его неосторожном использовании;
— механический – аналогичен жидкостному по принципу действия и применяется для автоматического регулирования температуры и электрической сигнализации;
— электронный или цифровой – сконструирован на основе встроенного датчика, 
где данные выводятся на дисплей. Кром того, в таких моделях могут быть предусмотрены такие функции, как хранение в памяти последних результатов, подсветка, звуковые сигналы, сменная шкала «Цельсий-Фарентейт». Однако такой прибор имеет ряд серьезных недостатков: невозможность стерилизовать, высокая степень погрешности и немалая стоимость;
— инфракрасный (пирометр) представляет собой достаточно новую разновидность данного прибора. Измерения осуществляются благодаря наличию чувствительного элемента, способного считать данные инфракрасного излучения тела, результаты которого выводятся на дисплей. Определение температуры такими градусниками происходит в течение 2-15 секунд. Отсутствие непосредственного контакта с человеком – наибольшее преимущество данного вида, так как это позволяет измерять температуру в нестабильных ситуациях (спящим больным, капризным детям и т.д.).
Где купить качественные измерительные приборы для различных предназначений?
Термометр, как один из наиболее часто используемых приборов, следует покупать в аптеке или специализированном магазине, в таком, как например: online магазин химических реактивов Москва розница и опт «Прайм Кемикалс Групп». Он специализируется на продаже химических реактивов, лабораторного оборудования и приборов, лабораторной посуды из стекла и других материалов. Весь товар сертифицирован и соответствует ГОСТ стандартам. На нашем сайте можно купить весы лабораторные, аналитические весы, весы электронные лабораторные, термометр и ареометр цена которых самая приемлемая на современном фармацевтическом рынке.
“Prime Chemicals Group” – надежное оснащение европейского качества!
На чем основано действие термометра физика
Термометры служат для измерения температуры.
При нагревании тела расширяются. Причём не только твёрдые тела, но и жидкости, и газы.
Это свойство тел используется при изготовлении термометров. В зависимости от того, в каком состоянии находится используемое вещество (в твёрдом, жидком или газообразном), изменяются название и принцип действия термометра.
1.Жидкостные термометры
В жидкостных термометрах используется зависимость объёма жидкости от температуры.
При повышении температуры жидкость в резервуаре термометра нагревается и, увеличиваясь в объёме, поднимается по узкой стеклянной трубочке вверх. Трубочку закрепляют на шкале, по которой и определяют положение уровня жидкости. Температура измеряется в градусах.
Жидкостные термометры бывают спиртовые и ртутные. Ртутные термометры чаще применяются в медицине. В зимнее время ртутные термометры могут замерзать (температура отвердевания ртути: – 38,9 0 С), поэтому для наружных измерений не годятся. К тому же пары ртути очень ядовиты и ртутные термометры используют всё реже.
В капиллярной трубке ртутного медицинского термометра делают перемычку. И отверстие в этом месте становится ещё тоньше.
Ртуть не смачивает стекло и после того, как ртуть перестанет подниматься, её столбик в этом месте разорвётся. Ртуть «подожмётся», придавая шарообразную форму поверхности, и уже не сможет стекать в резервуар.
Чтобы ртуть снова попала в резервуар из трубки, термометр нужно хорошенько встряхнуть. Что мы и делаем перед измерением температуры нашего тела.
2.Газовые термометры
В газовых термометрах используется зависимость давления газа от температуры.
1.Заполненный газом баллон.
2.Тонкая соединительная трубочка (капилляр).
3.Жидкостный манометр для измерения давления газа в баллоне.
Деления шкалы манометра нумеруются в градусах, и по изменению уровня жидкости в трубке 3, определяют непосредственно не давление, а соответствующую ему температуру.
3. Механические термометры
Термометры этого типа действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла. Металлическая спираль при нагревании выпрямляется (из-за удлинения тонкой проволочки из которой и изготовлена спираль). Это приводит к изменению положения стрелки прикреплённой к спирали.
Биметаллическая лента представляет собой две тонкие металлические пластины, соединённые между собой. Эти пластины по-разному удлиняются при нагревании, что приводит к их искривлению. А вместе с пластинами приходит в движение и стрелка. Чем сильнее нагреваются пластины, тем больше их искривление и, соответственно, отклонение стрелки.
4. Электронные термометры
Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды. С уменьшением температуры сопротивление проводников тоже уменьшается. Электрический ток, пропускаемый через проводник, увеличивается. Что и фиксирует электронное табло такого термометра.
Наиболее чувствительными и стабильными являются термометры сопротивления на основе платиновой проволоки или платинового напыления. Измеряемый диапазон температур таких термометров может быть от −200 до +850 °C.
Действие электрических термометров более широкого диапазона основано на термопарах.
Термопара представляет собой два соединённых последовательно проводника (или полупроводника). Если спаи проводников находятся при разных температурах – в такой цепи возникает ток, величина которого связана с разностью температур «горячего» и «холодного» контактов.
5. Оптические термометры
Оптические термометры позволяют регистрировать температуру благодаря изменению уровня светимости, спектра и иных параметров свечения нагретого тела при изменении температуры.
Вспомните: «От работы пила раскалилась добела»!
Если металл нагревать до свечения, то он сначала будет светиться красным светом, потом жёлтым и только потом – белым. Самые горячие тела могут светиться голубоватым цветом.
6. Инфракрасные термометры
Инфракрасный термометр позволяет измерять температуру без непосредственного контакта с человеком. В некоторых странах уже давно имеется тенденция отказа от ртутных термометров в пользу инфракрасных не только в медицинских учреждениях, но и на бытовом уровне.
Инфракрасным термометром можно определять температуру космических объектов (например, звёзд и светящихся «хвостов» комет).
7. Технические термометры
Технические термометры используются на предприятиях в сельском хозяйстве, нефтехимической, химической, горно-металлургической промышленностях, в машиностроении, жилищно-коммунальном хозяйстве, транспорте, строительстве, медицине, словом во всех жизненных сферах.
По этой ссылке, можно посмотреть урок известного педагога Шаталова В.Ф.
термометр
Полезное
Смотреть что такое «термометр» в других словарях:
термометр — термометр … Орфографический словарь-справочник
ТЕРМОМЕТР — (от греч. therme теплога, и metreo меряю). Градусник, прибор для показания степени теплоты или холода. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ТЕРМОМЕТР иначе градусник, прибор для измерения температуры.… … Словарь иностранных слов русского языка
ТЕРМОМЕТР — ТЕРМОМЕТР, термометра, муж. (от греч. therme теплота и metron мера). Прибор для измерения температуры. Ртутный термометр. Уличный термометр. Медицинский термометр. Поставить термометр больному. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ТЕРМОМЕТР — ТЕРМОМЕТР, физический прибор для измерения температур в произвольных, но вполне установленных единицах градусах (см.). Возможность измерять t° этим прибором основывается на следующем опытном положении: если одно тело А находится в тепловом… … Большая медицинская энциклопедия
ТЕРМОМЕТР — ТЕРМОМЕТР, инструмент для измерения ТЕМПЕРАТУРЫ. В качестве измерителя можно взять любое вещество, свойства которого изменяются с изменением температуры, и ввести количественную шкалу. Таким образом точно вычисляется величина изменения. Например … Научно-технический энциклопедический словарь
термометр — градусник (разг.) Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Александрова. 2011. термометр сущ. • градусник Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012 … Словарь синонимов
Термометр — Термометр: 1 резервуар с ртутью; 2 капилляр, по положению ртути в котором отсчитывают показания; 3 шкала. ТЕРМОМЕТР (от термо. и греческого metreo измеряю), прибор для измерения температуры посредством его контакта с исследуемой средой. Первые… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
термометр — ТЕРМОМЕТР, разг. градусник … Словарь-тезаурус синонимов русской речи
термометр — и устарелое термометр. Произношение [тэрмометр] устарело … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
ТЕРМОМЕТР — ТЕРМОМЕТР, а, муж. Прибор для измерения температуры. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова