Termometre (Keşifler Ve Buluşlar)

Termometre
(Keşifler ve Buluşlar)

Sıcaklık ölçmeğe yarayan Alet Yunanca «thermos», ı«ı ve «metron», ölçü’den
Termometreler ince cam borudan yapılır Borunun alt ucu şişkincedir, buraya alkol ya da civa doldurulur Üzerinde derece çizgileri bulunan ince uzun kısmın içindeki hava boşaltılır, sonra ağzı kapatılır Böylece ısı arttığı zaman tüpün içindeki sıvı genleşir ve yavaş yavaş yükselir

CELCİUS DERECELERİ

İsveçli fizikçi Anders Celcius (1701-1744), termometrenin derecelenmesinde «yüzlük» bir sistem önerdi; bugün birçok Avrupa ülkesinde ve Türkiye’de bu sistem kullanılmaktadır Celcius, önce civalı termometre üzerinde iki nokta saptadı: buzun ergime noktasını 0, kaynama noktasını 100 olarak işaretledi Sonra 0 ile 100 arasını 99 eşit parçaya böldü; bunlara Celcius dereceleri dendi Daha sonra yazıcı termometre (sıcaklık değişimlerini otomatik olarak bir kâğıda kaydeder) ile maksimumlu ve minimumlu termometre (belli bir zaman aralığında en düşük ve en yüksek sıcaklıkları kaydeder) yapıldı

CİVALI VE İSPİRTOLU TERMOMETRELER

Her zaman karşılaşılan sıcaklıkları ölçmek için yeterli olan civalı ve ispirtolu termometrelerin ölçme alanı çok dar ve sınırlıdır Daha düşük sıcaklıkları ölçmek için tolüen ve pentan gibi değişik sıvılar kullanılır Yüksek sıcaklıklar gazlı termometrelerle ölçülür Çok incelik isteyen sıcaklık ölçümlerinde, laboratuvarlarda elektrik dirençli termometreler ve termoelektrik termometreler kullanılır

AZOTLU TERMOMETRE

Azotlu termometre ile l 600 dereceye kadar olan sıcaklıklar ölçülebilir Bunun üstündeki sıcaklıkları ölçmek için pirometrelerden yararlanılır Bu âletin, sıcaklığı ölçülecek cisme değmesine gerek yoktur, yalnızca cismin ışımasını ölçmesi yeterlidir

TERMOSTAT

Termostat, kapalı bir ortamda termometrenin verilerine dayanarak sıcaklığı sabit tutan bir âlettir Üzerinde, istenilen sıcaklığı elde etmek için ayarlanabilen bir düğmesi vardır; bir ısıtma aygıtına elektrikle bağlanan termostat,, aygıtın verdiği sıcaklığı arttırmağa ya da azaltmağa yarar

FAHRENHEİT’İN ESERİ

XVI yyda ısı, içi hava dolu bir balonla ölçülüyordu Ancak atmosfer basıncındaki değişiklikler nedeniyle bunun verdiği bilgi yanlış oluyordu XVII yyda Floransa’da ilk ispirtolu termometre yapıldı 1721′de Alman fizikçisi Fahrenheit, civalı termometreyi gerçekleştirdi Bugün Anglo-Saksonların kullandığı termometre derecesi onun adını taşır Bu termometrede 32°F, buzun ergime noktasını; 212°F ise, suyun kaynama noktasını gösterir


Termometre, (Latince’den: thermos kütle ve métron ölçü; eski dilde: mizanül-harâre) sıcaklığı ölçmek için kullanılan alet

Meteorolojide Celsius, Fahrenheit veya Kelvin gibi değişik ölçekler termometrelerde kullanılmaktadır Termometreler, değişen sıcaklık karşısında sıvıların hacim değiştirmesi mantığına dayanır En fazla kullanılan termometreler civalı termometrelerdir Sıcaklığın çok düşük olduğu yerlerde ise donma sıcaklığı daha düşük olan alkollü termometreler tercih edilir

Yapısı

En sık rastlananı cıvalı termometredir Bu çok küçük kesite sahip ve üst ucu kapalı bir tüpten ibarettir Alt ucundaysa içinde cıva bulunan küresel veya silindirik bir hazne bulunur Isıtılmasıyla, civa genişler ve tüpte yükselir Tüpün kesitinin küçük olmasından dolayı az bir hacim büyümesinde cıvanın yükselmesi oldukça fazladır Termometre iki sabit nokta arasında kalibre edilir Bunlar suyun donma noktasıyla kaynama noktasıdır Normal atmosfer basıncında (760 mm cıva basıncı) bu iki nokta arasındaki mesafe Celsius termometresinde 100 eşit parçaya bölünür Bunların her biri bir Centigrad’ı (1°C) gösterir Fahrenheit ölçüsündeyse bu 180 eşit parçaya bölünür Bunların her biriyse Fahrenheit’i (1°F) gösterir Bu ölçümde, suyun donma ve kaynama noktası sırayla 32°F ve 212°F olarak belirlenir Réaumur ölçümündeyse bu noktalar 0°R ve 80°R olarak isimlendirilir Ara da 80 parçaya bölünür Cıva -39°C’de donduğu için çok düşük sıcaklıkların ölçümü için uygun değildir Bu tür olanlar donma noktası düşük olan renkli alkolle doldurulmuştur Ulaşılabilecek en düşük sıcaklık mutlak sıfır olup, -273,16°C’dir Mutlak sıfırdan başlayan bir ölçü de Kelvin’dir, yani -273,16°C = 0°K’dır

Termometre-Termometre Ölçekleri-Termometre Türleri




Sıcaklık, termometre adı verilen aygıtlarla ölçülür Çok yüksek sıcaklıklar için kullanılan sıcaklık ölçme aygıtlarına ise pirometre denir {bak Pirometre) Termometrelerin çoğunda, maddenin ısındığı zaman genleşmesi, soğuduğu zaman ise büzülmesi olgusundan yararlanılır İlk termometreyi 1593'te İtalyan bilim adamı Galileo Galilei'nin yaptığı sanılmaktadır {bak Gali-lei Galileo) Galileo'nun termometresi, bir cam balon ile bunun altına takılmış bir cam borudan oluşuyordu

Borunun alt ucu açıktı ve bir kaptaki suya daldırılmış durumdaydı Balondaki hava sıcaklığa bağlı olarak genleş-tikçe ya da büzüldükçe, borudaki su düzeyi de alçalıyor ya da yükseliyordu Bugün kullanılmakta olan sivili termometrelerin ilk örnekleri 1655 dolaylarında geliştirildi; bunlar Önceleri renkli alkollü, daha sonraları da cıvalıydı Cıva hızla çevresindeki sıcaklığa erişir, düzenli olarak genleşir ve borudaki düzeyi kolayca görülür 357°C'de kaynadığı ve -39°C'de donduğu için geniş bir sıcaklık aralığında kullanılabilir Alkol 78°C'de kaynadığı için yüksek sıcaklıklarda kullanılamaz; buna karşılık yaklaşık - 117°C'ye kadar sıvı halde kaldığı için kutuplardaki düşük sıcaklıkların ölçümünde kullanılabilir



Termometrelerde kullanılacak alkole genellikle kırmızı ya da mavi renkli maddeler katılarak sıvının daha iyi görülebilmesi sağlanır Sivili termometre yapımında, balon ve boru hemen hemen en üst düzeye kadar alkol ya da cıvayla doldurulur; havanın dışarı atılabilmesi için ısıtılır ve sonra da borunun üst ucu hava geçirmez bir biçimde kapatılır Sıvı soğuyup büzüldüğünde, borunun içinde bir vakum ortamı, yani bir hava boşluğu oluşur Sonra boru, derece denen bölümler halinde ölçek-lendirilir

Termometre Ölçekleri Galileo'nun zamanında ölçeğin en alt noktası kar sıcaklığı, en üst sınırı da öküzün kan sıcaklığıydı ve bu iki noktanın arası 40 dereceye bölünürdü Günümüzde en yaygın kullanılan sıcaklık Ölçeği, birimi Celsius derecesi (simgesi °C) olan, Celsius ya da santigrat sıcaklık ölçeğidir Bu ölçeğe göre, an buz 0°C'de erir, arı su 100°C'de kaynar Fahren-heit derecelerine (simgesi °F) bölünmüş Fah-renheit sıcaklık ölçeğine göre ise, buz 32°F'de erir, su 212°F'de kaynar Kelvin ya da mutlak sıcaklık ölçeği, molekül hareketinin kuramsal olarak durduğu sıcaklık olan mutlak sıfıra dayanır

Bu ölçeğin birimi olan kelvin (simgesi K), uluslararası temel sıcaklık birimi olarak kabul edilmiştir {bak AĞIRLIKLAR VE ÖLÇÜLER) Sıcaklık ölçekleri konusunda daha ayrıntılı bilgi edinmek için bak Celsius, AnderS; Lord KELVİN; SICAKLIK Başka Termometre Türleri Doktorların kullandığı klinik termometresi (doktor derecesi) genellikle 35°C'den 43°C'ye kadar ölçeklendirilmiştir (normal vücut sıcaklığı yaklaşık 36,9°C'dir) Bu tür termometrelerde cıva genleştikçe dar bir boğazdan geçerek boruya dolar ve soğuduğunda termometre sertçe sallanmadığı sürece kendiliğinden geri dönemez Doktor derecesi türü termometrelere maksimumlu termometre denir; çünkü bunlar içinde bulundukları ortamın en yüksek sıcaklığını gösterir

Minimumlu termometreler genellikle alkollü termometrelerdir ve bunlarda alkol düzeyinin hemen altında hafif metalden yapılmış bir gösterge bulunur Alkol büzülürken yüzey gerilim kuvvetleri bu göstergeyi aşağı inmeye zorlar ve gösterge ulaşılan en düşük sıcaklık noktasında kalır {bak Sıvı) Maksimum ve minimumlu termometreler iki metal göstergeli, alkollü termometrelerdir ve ulaşılan en yüksek ve en düşük sıcaklıkları göstermek için kullanılır Bazı sobaların ve kurutma fırınlarının kapaklarında görülen türden fırın termometreleri, genellikle değişik metallerin genleşme-sindeki farka dayanır Bir çelik şerit ile pirinçten yapılmış bir şerit boydan boya birbirine tutturulur ve bir uçları sabitleştirilerek birlikte bobin halinde sarılır

Pirinç ısındığı zaman çelikten daha çok genleşir ve sıcaklık yükseldiğinde bobinin bir yüzündeki genleşme öteki yüzündeki genleşmeden daha çok olur; bu yüzden de bobin kıvrılır Bobinin serbest ucu, derecelendirilmiş bir kadran üzerindeki göstergeye bağlıdır {bak Genleşme) Termoelektrik termometrede (ısılçift ya da termokupl da denir), uçları birbiri üzerine dolanmış, farklı metallerden iki tel bulunur Tellerin açık uçları, elektrik gerilimi farkını ölçmeye yarayan bir aygıt olan duyarlı bir voltmetreye bağlıdır Burulu uçlar ısındığında sıcaklığa bağlı bir gerilim doğar Termoelektrik termometreler, sanayide erimiş çeliğin ya da başka metallerin sıcaklıkları gibi yüksek sıcaklıkları ölçmekte kullanılır

Gazlı termometrelerle geniş bir sıcaklık aralığında son derece duyarlı ölçümler yapılabilir; bu nitelikleri dolayısıyla da başka ter^ mometre ve pirometrelerin doğruluğunu sınamak için gazlı termometrelerden yararlanılır Hidrojen ve azot gibi gazlar düzgün biçimde genleşir ve hacimleri her °C için yaklaşık 273'te bir birim kadar artar Mutlak sıfırda kuramsal olarak hacimleri de sıfır olur; ama bu sıcaklığa ulaşmadan önce sıvılaşırlar

Dirençli termometre ya da termistor genellikle platinden yapılmış metal bir telin ısındıkça direncinin artmasıyla sıcaklık ölçer {bak ELEKTRİK) Direnç değişimleri mutlak sıcaklık ölçeğiyle yakın bir uyum içindedir Dirençli termometre yapmak için, direnci sıcaklıktaki yükselmeyle önemli bir düşüş gösteren yarıiletken maddeler kullanılabilir Dirençteki değişim düzgün değildir; ama ölçme aralığının genişliği ve ölçme hızı dirençli termometreyi çok yararlı bir aygıt haline getirmiştir