Termometre nedir ve nasıl çalışır? termometrelerin genel özellikleri, çeşitleri ve termometre dereceleri birbirine nasıl çevrilir?
Kaynak: pixabay.com
Termometre
Bir cismin sıcaklığını ölçmeye yarayan araçlara «termometre» denir. Bunların hemen hepsi civa, alkol gibi maddelerin hacimlerinin ısı ile artmasına dayanılarak yapılmıştır.
Bir cisme ısı verilince sıcaklığı artar, cisimden ısı alınınca sıcaklığı düşer. Cisimlerin sıcaklıklarını ölçmek için daha önceden bir «sıcaklık birimi» kabul edilir. Buna «derece» denir. Derecelerin tanımlanmasında suyun donma ve kaynama noktaları ele alınmıştır. Yalnız, cisimlerin donma ve kaynama noktaları hava basıncına bağlı olduğu için hava basıncının da belli bir değerde olması gerekir. Çoğunlukla hava basıncının deniz kıyısındaki değeri esas alınır. Bu da 76 santim civa sütununun basıncına eşittir. Bütün sıcaklık derecelerinin tanımlanmasında basıncın 76 santim cıva sütununa eşit olduğu kabul edilmiştir.
Kısaca Termometre
Termometre, sıcaklığı ölçmeye yarayan aygıttır. Tümü cıva ve alkol gibi sıvıların hacimlerinin ısı ile artmasına dayanılarak yapılır. Termometrenin bulunuşunda birçok bilim adamının payı varsa da ilk termometreyi 1597′ den önce Galilei yaptı. Sonraları birçok fizikçi değişik tiplerde termometreler kullanılır. Bu termometrelerin alt bölümleri hazne biçimindedir ve cam bir tüpten oluşur. Havası boşaltılmış olan tüpün hazne bölümü cıva ya da ispirtoyla doldurulur. Tüpün üstünde sıcaklık derecelerini bildiren bölümlemeler ve sayılar bulunur. Derecelerin tanımlanmasında suyun donma ve kaynama noktaları temel alınmıştır. Hava basıncı ise 76 cm cıva sütununun basıncına eşittir. Günümüzde cıvalı ve ispirtolu termometrelerin yanı sıra madensel ve gazla termometreler de kullanılır.
Başlıca üç çeşit derece kullanılır:
Santigrat Derecesi.
Suyun donma noktası 0 (sıfır) derece, kaynama noktası da 100 derece kabul edilmiştir. Civalı bir termometre üzerinde donma noktası ile kaynama noktası işaretlenmiş, bu iki çizginin arası 100 eşit parçaya bölünmüştür. Bu bölümlerin bir tanesi «1 santigrat derecesi»dir. Santigrat derecesini İsveçli astronom Anders Celsius (1701-1744), bulmuştur. Bizde kullanılan bu derecedir.
Reomür (Reaumur) Derecesi.
Santigrat derecesine benzer. Bu derecede de suyun donma noktası gene 0, kaynama derecesi ise 80 kabul edilmiş, iki çizgi arası da 80 eşit parçaya bölünmüştür. Bu dereceyi Fransız fizikçisi Rene Reaumur (1688-1757) bulmuştur.
Fahrenhayt (Fahrenheit) Derecesi.
Suyun donma derecesi +32, kaynama derecesi ise 212 derece kabul edilmiştir. Bu dereceyi Alman fizikçisi Gabriel Fahrenheit bulmuştur. Anglosakson ülkelerde ve bu arada İngiltere’de, Amerika’da bu derece kullanılır.
Termometre Çeşitleri
Termometre cisimlerin ısınınca uzaması esasına dayanarak yapılırlar. En çok kullanılan civalı termometredir. İnce bir boru içinde Civa vardır. Borunun dibinde de civanın toplanması için bir depo bulunur. Hava ısınınca civa da ısınır, hacmi artar, borunup içinde yükselir. Borunun yanında önceden yapılmış derece bölüntüleri vardır. Civa hangi çizgiye kadar yükselirse havanın sıcaklığı o kadar demektir.
İnsanların ateşini ölçmeye yarayan termometre de cıvalıdır. Yalnız, depoyu boruya birleştiren delik çok küçük olduğu için, ısı düşünce cıva aşağı inmez, her ölçmeden sonra termometreyi silkmek gerekir.
Rezistanslı Termometre
Ölçüm ilkesi bir elektrik iletkeninin direncinin sıcaklığa göre değişmesine dayanır. En sık kullanılan metaller, platin, nikel ve bakırdır. Platin rezistanslı (dirençli) bir sondanın büyük duyarlığından dolayı bu aygıt ayar rezistansı olarak kullanılır. Çok çabuk bozulabilen bir metal olan nikel güvenilir termometrelerin yapımı için pek uygun değildir. Çok yükseltgenebilen ve çok iyi bir iletken olan bakırsa, uygun fiyatından dolayı kullanılır. Sondalar, genellikle payreks ya da metal bir kılıfla korunan sarmallar biçimindedir. Bu pirometre çubuklarından sanayide yararlanılır. Yaygın ölçüm yöntemi, rezistans öğesini Wheatstone köprüsü olarak adlandırılan bir düzene yerleştirmeye dayanır. Sıcaklık artınca dirençleri hızla düşen ve termistans olarak adlandırılan yarı-iletken öğeler de kullanılmaktadır. Negatif sıcaklık katsayılı (ya da N.S.K.) olan bu termistanslar çok yüksek duyarlılığa sahip termometrelerin yapımında kullanılırlar.
