قياس درجة الحرارة وأنواع الموازين

قياس درجة الحرارة

• درجة الحرارة هي قياس لمدى سخونة أو برودة جسم ما، وهي قياس لمتوسط الطاقة الحركية لجسيماته.
• لا تعتمد على حجم الجسم (عدد الجسيمات).
• تتصادم جسيمات الماء الساخن مع الميزان مما يشارك طاقته مع جزيئات المادة السائلة و تصبح درجة حرارتها مشابهة.
• كلما كان الميزان أصغر، قل امتصاصه للطاقة، مما يعطي قراءة أكثر دقة.

أنواع الموازين الحرارية

• الميزان الزئبقي والكحولي:
  • يتكون من أنبوب زجاجي معبأ بسائل (زئبق أو كحول)، مفرغ من الهواء.
  • يعتمد على تمدد السائل مع ارتفاع الحرارة.
  • يكون أكثر حساسية كلما كان الأنبوب أضيق.
  • ميزان الزئبق له مدى واسع، بينما الكحول مناسب لدرجات حرارة منخفضة جداً.
• ميزان المقاومة الحرارية:
  • هو جهاز كهربائي تتغير مقاومته بشكل كبير مع تغير درجة الحرارة.
  • مصنوع من مواد تنخفض مقاومتها بارتفاع الحرارة.
  • مفيد في الأجهزة الإلكترونية نظراً لمتانته وصعوبة تلفه.
• المزدوج الحراري:
  • جهاز كهربائي مصنوع من فلزين مختلفين.
  • يقيس درجة الحرارة عبر فرق الجهد بين نقطتي اتصال الفلزين.
  • يستخدم لقياس درجات حرارة مرتفعة (أقل من درجة انصهار الفلزين).
  • مفيد لقياس درجات حرارة متغيرة بسرعة.

خصائص الموازين الحرارية

• الحساسية: مدى قدرة الميزان على قياس التغيرات الصغيرة في درجة الحرارة بدقة، تعتمد على التغير في الخاصية الفيزيائية (تمدد السائل/ قيمة المقاومة). كلما كانت علامات التدريج متباعدة، كلما زادت إمكانية اكتشاف التغيرات الصغيرة.
• المدى: الفرق بين أعلى وأدنى درجة حرارة يمكن أن يقيسها الميزان. مثلا، ميزان الحرارة الزجاجي المُعبّأ بالكحول يصل مداه إلى 78 درجة مئوية، بينما المزدوجات الحرارية تقيس درجات حرارة من 200 إلى 1200 درجة مئوية.
• الخطية: يقال عن الميزان خطي إذا كان التغير في الخاصية الفيزيائية طردياً مع تغيرات الحرارة (تغيرات متساوية في درجة الحرارة تعطي تغيرات متساوية في الخاصية الفيزيائية). أما إذا لم يكن التغير خطيا، فهو غير خطي.

معايرة ميزان الحرارة

• يتم وضع الميزان في الماء المثلج لمعايرة صفر المقياس.
• ثم يُوضع في الماء المغلي لمعايرة مئة المقياس.
• تقسم المسافة بين العلامتين إلى 100 قسم متساو.