NộI Dung
Để hỗ trợ nghiên cứu thời tiết và các hiện tượng khác, các nhà khoa học sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ. Nhiệt kế có nhiều loại khác nhau bao gồm chất lỏng trong thủy tinh, điện trở và bức xạ hồng ngoại. Mỗi loại cung cấp các lợi thế khác nhau như chi phí, tốc độ, độ chính xác và phạm vi nhiệt độ.
Nhiệt kế chất lỏng trong thủy tinh
Nhiệt kế chất lỏng trong thủy tinh là một trong những dụng cụ phổ biến nhất được sử dụng hiện nay để đo nhiệt độ. Như tên cho thấy, nhạc cụ bao gồm một bóng đèn thủy tinh chứa một chất lỏng đặc biệt. Trên đỉnh bóng đèn là một thân cây có thang đo được đánh dấu để đo nhiệt độ. Các chất lỏng được chọn cho nhiệt kế mở rộng và co lại đáng kể theo sự thay đổi nhiệt độ, vì vậy chúng chỉ ra nhiệt độ là một vị trí trên thang đo thân cây. Trong nhiều năm, thủy ngân là chất lỏng thường được sử dụng để đo nhiệt độ, mặc dù vì lý do an toàn, các nhà sản xuất nhiệt kế đã loại bỏ nó để ủng hộ rượu và các chất khác có độc tính thấp hơn. Daniel Gabriel Fahrenheit đã phát minh ra nhiệt kế thủy ngân, bao gồm phạm vi nhiệt độ âm 38 đến 356 độ C (âm 36,4 đến 672,8 độ F).
Điện trở kế
Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, chúng phân tán lẫn nhau và ranh giới dây. Đây là một hiện tượng được gọi là điện trở, và giá trị của nó liên quan đến nhiệt độ. Nhiệt kế điện trở thường sử dụng dây bạch kim vì nó không ăn mòn hoặc phản ứng với không khí trong một phạm vi nhiệt độ rộng. Dây thường được quấn thành một cuộn và đặt bên trong một ống gốm. Nhiệt kế điện trở có độ phân giải lớn hơn nhiều so với loại chất lỏng trong thủy tinh và có khả năng có thể đo lường sự thay đổi xuống đến một phần nghìn độ.
Nhiệt kế khí không đổi
Nhiệt kế khí có thể tích không đổi bao gồm một bình chứa một lượng khí cố định bên trong. Nhiệt kế hoạt động theo nguyên tắc thay đổi áp suất khí tỷ lệ thuận với thay đổi nhiệt độ khí. Một cảm biến áp suất bên trong bình chứa phát hiện áp suất và hiệu chuẩn điện tử chuyển đổi giá trị này thành phép đo nhiệt độ. Nhiệt kế có thể tích không đổi thường sử dụng không khí làm khí cho các phép đo được thực hiện gần với nhiệt độ phòng. Nếu các phép đo yêu cầu nhiệt độ rất thấp, helium được sử dụng thay thế, vì nó có điểm sôi gần bằng không tuyệt đối.
Nhiệt kế bức xạ
Tất cả các vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại với cường độ xấp xỉ tỷ lệ với nhiệt độ của chúng. Nhiệt kế bức xạ bao gồm một loạt các quang học tập trung ánh sáng hồng ngoại vào một máy dò điện tử đặc biệt. Máy dò thường là một chất bán dẫn như silicon, tạo ra dòng điện tỷ lệ với cường độ của bức xạ hồng ngoại. Thiết bị tính toán nhiệt độ điện tử. Một lợi thế chính của nhiệt kế bức xạ là khả năng đo nhiệt độ của vật thể ở khoảng cách xa. Họ cũng có thể đo nhiệt độ nhanh hơn các phương pháp khác. Một số nhiệt kế hồng ngoại có tầm nhìn laser, để nhắm chính xác thiết bị vào các vật thể cụ thể.