مقياس حرارة المختبر: الخصائص والأنواع والتاريخ - كيمياء - 2025

في ميزان المختبر هو أداة تستخدم لقياس درجة حرارة الدقيق للمواد. من خلال القدرة على قياس درجة الحرارة من خلال مقياس حرارة ، يمكن التحكم فيه. تم تصنيع هذه الأداة لحساب درجات الحرارة المنخفضة والعالية.

توجد مواد تستجيب لدرجات حرارة مختلفة مثل بعض المعادن مثل الزئبق (مادة سائلة). لهذا السبب ، تم تصميم مقياس الحرارة بأنبوب ، مصنوع بشكل عام من الزجاج ، يحتوي على الزئبق بداخله.

في الخارج ، كتب درجات الحرارة التي يمكنه قياسها. بالإضافة إلى ذلك ، تبرز نقطة معدنية في أحد الأطراف التي ستكون تلك التي ستتلامس مع ما سيتم قياسه.

عندما يتلامس الطرف المعدني مع مادة ما ، يبدأ الزئبق في التمدد عندما يستشعر درجة حرارة مختلفة. هذا يجعله يرتفع بطول الأنبوب ، ويمر بالمقياس العددي حتى يتوقف عند هذا الرقم الذي سيشير إلى درجة الحرارة التي تكون عندها المادة.

هذا هو وصف مقياس حرارة المختبر الحديث. في السابق ، كان للأنبوب فتحة في أحد طرفيه ، والتي كانت مغمورة في السائل (ماء مع كحول) ليتم قياسها.

يوجد داخل الأنبوب كرة ترتفع حسب درجة حرارة السائل.

تاريخ ترمومتر المختبر

وُلد الترمومتر المخبري من الطموح لقياس درجات الحرارة بشكل عام. تُنسب الفكرة الأولى لأداة لقياس درجة الحرارة إلى جاليليو جاليلي ، الذي ابتكر في عام 1593 طريقة لقياس تغير درجة حرارة الماء. هذا ما يُعرف حاليًا باسم المنظار الحراري.

في عام 1612 ، أضاف سانتوريو سانتوريو الإيطالي مقياسًا عدديًا إلى فكرة جاليليو جاليلي. يمكن اعتبار هذا النهج الأول لميزان الحرارة السريري.

ومع ذلك ، قام فرديناند الثاني ، دوق توسكانا ، بتعديل تصميم جاليلي وسانتوريو في عام 1654. اشتملت تعديلاته على إغلاق طرفي الأنبوب وتغيير الماء من أجل الكحول لتحديد درجة الحرارة. على الرغم من إصلاحاته ، لم يكن هذا ميزان حرارة يعمل بكامل طاقته.

الشخص الذي قام بتحويل مقياس الحرارة إلى النموذج الحديث كان دانيال غابرييل فهرنهايت. في عام 1714 ، قرر هذا الرجل تغيير السائل المستخدم للزئبق. وبهذه الطريقة أصبح من الممكن قياس درجات الحرارة المنخفضة والعالية.

موازين القياس

هناك أنواع مختلفة من المقاييس التي يمكن لميزان الحرارة من خلالها تحديد درجة الحرارة ، سواء كان معملًا أم لا. المقاييس كالتالي:

- مئوية أو مئوية (C) ، أنشأها عالم الفلك السويدي Anders Celsius. في عام 1742 ، اقترح مقياسًا من 0 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية ، حيث يمثل الصفر أدنى درجة حرارة و 100 أعلى درجة.

- فهرنهايت (ºF) ، سمى من قبل مبتكره ، دانيال فهرنهايت ، في عام 1724. هذا المقياس عبارة عن 180 قسمًا ، 32 درجة فهرنهايت هي أبرد نقطة و 212 درجة فهرنهايت هي النقطة الأكثر سخونة. أنشأ فهرنهايت هذا المقياس باستخدام حرارة جسم الإنسان ، التي تم قياسها عند 98.6 درجة فهرنهايت ، كمرجع.

- Kelvin (ºK) ، مثل السابق ، يحمل هذا أيضًا اسم مخترعه ، اللورد كلفن (وليام طومسون). تم اختراع هذا المقياس في عام 1848 واستند إلى مقياس سيليزيوس.

اعمال صيانة

يمكن الاعتقاد أن مقياس الحرارة لا يحتاج إلى أي نوع من الصيانة ، لأنه يعمل مع تغير درجة الحرارة.

ومع ذلك ، مثل العديد من أدوات القياس الأخرى ، يجب معايرة مقياس الحرارة لتجنب الأخطاء في تشغيله.

هناك بعض موازين الحرارة المستخدمة للمعايرة. في بعض الأحيان يمكن إجراء المعايرة في المنزل ، ولكن إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، فمن الضروري استشارة أحد الخبراء.

أنواع

بالنسبة للجزء الأكبر ، تعمل موازين الحرارة بنفس الطريقة. ومع ذلك ، حتى عندما يكون هدفهم واحدًا (أي قياس درجة الحرارة للتمكن من التحكم فيها) ، فهناك أنواع مختلفة من موازين الحرارة المختبرية وبعضها كالتالي:

ميزان حرارة سائل في الزجاج

هذا النوع هو الأكثر شيوعًا. وهو عبارة عن أنبوب زجاجي مغلق يحتوي على الزئبق أو الكحول الأحمر بداخله ، حيث تمت دراسة الخطر الناتج عن ملامسته للزئبق.

يتفاعل هذان النوعان من السوائل مع التغير في درجة الحرارة ، إما عن طريق الانكماش إذا كان منخفضًا أو بالتوسع إذا كان مرتفعًا.

عادةً ما يتم تمثيل هذا النوع من موازين الحرارة على مقياس سيليزيوس ، ولكن يمكن العثور عليه أيضًا على مقياس فهرنهايت.

ميزان الحرارة المعدني المعدني

يتكون مقياس الحرارة ثنائي المعدن ، كما يشير اسمه ، من رقاقات معدنية متصلة ببعضها البعض ، ولكن تتفاعل بشكل مختلف. تنثني هذه الأوراق عندما تتلامس مع تغير في درجة الحرارة.

يتم إدراك هذه الحركة من خلال دوامة ، والتي تترجم من خلال إبرة مستوى درجة الحرارة التي تقيسها.

مقياس حرارة رقمى

تُصنع موازين الحرارة الرقمية بشريحة دقيقة تتلقى المعلومات التي تلتقطها الدوائر الإلكترونية حول درجة الحرارة. تستقبل الرقاقة المعلومات وتحللها ثم تعرض النتائج الرقمية على الشاشة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميزة المفيدة لهذا النموذج هي أنه لا يحتوي على أي نوع من المكونات التي يمكن أن تكون ضارة بالحياة.

يمكن لمقاييس الحرارة هذه ، كونها جزءًا من التطورات التكنولوجية ، أن تفعل أكثر من مجرد قياس درجة الحرارة. كلما زادت وظائفه ، زادت تكلفته.

حرارة الأشعة تحت الحمراء

يختلف مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ، المعروف أيضًا باسم مقياس البيرومتر بالأشعة تحت الحمراء أو مقياس الحرارة غير المتصل ، عن الأنواع الأخرى من موازين الحرارة بقياس الإشعاع الحراري وليس درجة الحرارة على هذا النحو.

بفضل تقنية الأشعة تحت الحمراء المدمجة ، يمكنه قياس درجة حرارة ما تريد ، دون الحاجة إلى لمسه أو الاقتراب منه.

لذلك ، فإن مقياس الحرارة هذا وظيفي لقياس تلك المواد أو الأشياء التي لا يُنصح بالتلامس معها.

ميزان الحرارة المقاومة

يتم قياس درجة الحرارة مع هذا النوع من موازين الحرارة من خلال مقاومة كهربائية وسلك بلاتيني أو أي نوع آخر من المواد النقية المدمجة ، والتي تستجيب للتغيرات في درجة الحرارة.

يعتبر أنه على الرغم من أن المستويات التي تحددها دقيقة ، إلا أنها بطيئة بعض الشيء.

المراجع

1. ^ بيليس ، م (17 أبريل 2017). تاريخ الترمومتر. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من موقع thinkco.com.
2. من اخترع مقياس الحرارة. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من brannan.co.uk.
3. موازين الحرارة المعملية: ما هو الخيار الأفضل لتطبيقك؟ تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من globalgilson.com.
4. أنواع مختلفة من موازين الحرارة واستخداماتها. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من atp-instrumentation.co.uk.
5. ميزان حرارة مخبري. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من miniphysics.com.
6. السائل في الزجاج مختبر ترمومتر. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من brannan.co.uk.
7. ميزان الحرارة المقاومة. (21 يوليو 2017). تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من en.wikipedia.org.
8. ميزان الحرارة. (13 سبتمبر 2017). تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 ، من en.wikipedia.org.