أهم 7 أنواع من موازين الحرارة

هناك العديد من الأنواع المختلفة من موازين الحرارة ، والعديد منها له وظائف محددة جدًا نعرفها جميعًا.

يمكن تقديم موازين الحرارة هذه بمقاييس مختلفة ، مثل Centigrade و Kelvin و Fahrenheit ، بالإضافة إلى وجود آليات خاصة لقياس درجات الحرارة في الأجسام الموجودة تحت الماء أو الموجودة فيها حركة.

ثم دعونا نرى العائلات السبع الرئيسية لأنواع موازين الحرارةوآلية تشغيله واستخداماته في المجالات المنزلية والصحية والصناعية.

• مقالات لها صلة: "الارتجاع البيولوجي: ما هو وما الغرض منه؟"

أنواع موازين الحرارة مصنفة وموضحة

على الرغم من وجود أنواع مختلفة لا حصر لها من موازين الحرارة ، في جوهرها ، يمكن تصنيفها إلى سبع عائلات كبيرةاعتمادًا على آلية التشغيل الخاصة به. هناك أنواع معروفة في المجال المنزلي ، مثل الزجاج الكلاسيكي و على الرغم من وجود أنواع أخرى ، مثل البيرومترات ، تستخدم على نطاق واسع في مناطق مثل صحية.

1. ميزان حرارة زجاجي أو سائل

مقياس الحرارة الزجاجي ، المعروف أيضًا باسم مقياس الحرارة السائل ، هو أشهر أنواع ميزان الحرارة وأكثرها نموذجية. ويسمى أيضًا مقياس الحرارة اليدوي أو الزئبقي ، لأنه ، تقليديًا ، كان مملوءًا بهذا المعدن السائل ولا يتطلب بطاريات لتعمل. في النهاية ، تم استبدال الزئبق بمواد أخرى ، لأن هذا العنصر سام.

الفضول حول هذا الترمومتر هو ذلك اخترع دانيال فهرنهايت ، الذي اخترع أحد أنظمة قياس درجة الحرارة ، مقياس فهرنهايت.

كيف يعملون؟

تتكون موازين الحرارة الزجاجية من أنبوب زجاجي مغلق يسمى أنبوب شعري. توجد في أحد طرفي الشعيرات الدموية قطعة معدنية تسمى بصيلة تحتوي على سائل قد يكون زئبقًا أو كحولًا مع صبغة حمراء.

عندما يتلامس الجزء المعدني مع الجسم المراد قياس درجة حرارته ، يمكن أن يتمدد الجزء أو يتمدد. تتبع هذا، السائل بداخله يرتفع أو ينخفض ​​على طول الشعيرات الدموية وتمييز القيمة الحرارية على المقياس المكتوب على طول الأنبوب.

التطبيقات

يستخدم مقياس الحرارة الزجاجي على نطاق واسع في المنزل اليومي.بفضل سهولة التعامل معها ، فهي لا تتطلب بطاريات ومن السهل نسبيًا الحصول عليها.

الاستخدام الأكثر شيوعًا هو قياس درجة حرارة الجسم ، خاصةً عند الاشتباه في إصابة الشخص بالحمى. لقياس درجة حرارة الجسم ، يتم وضع الترمومتر في فم المريض أو الإبط أو المستقيم ، وينتظر حتى تسخين المصباح ويلاحظ أن درجة الحرارة تحدد المقياس.

ولهذا السبب ، قامت شركات الأدوية بتصنيع هذه الأدوات بالكحول بدلاً من الزئبق لمدة عقد من الزمن ، منذ كونها أنابيب زجاجية توضع في فتحات الجسم ، كان هناك خطر ، عن طريق الصدفة ، أن هذه المادة ، المعروف أنها تسبب مرض ميناماتا ، سيتم تكسيرها وابتلاعها.

الاستخدامات الأخرى لمقاييس الحرارة الزجاجية هي في تحضيرات الطهي والعمليات الصناعية وقياس درجة حرارة أحواض السمك.

• قد تكون مهتمًا: "الفروق السبعة بين الحرارة ودرجة الحرارة"

2. مقاييس البيرومتر أو موازين الحرارة غير المتلامسة

البيرومتر ، أو مقياس الحرارة غير المتصل ، هو نوع من موازين الحرارة يعمل دون الحاجة إلى لمس الجسم الذي تريد قياس درجة حرارته ، وقياس درجة الحرارة باستخدام الأشعة تحت الحمراء.

كيف يعملون؟

بالمقارنة مع موازين الحرارة الزجاجية ، تعمل البيرومترات بطريقة أكثر تعقيدًا. لديهم عدسة تلتقط الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام. هذه الإشعاعات تختلف في شدتها كدالة لدرجة حرارة الجسم نفسه. وبالتالي ، كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زاد الإشعاع.

تحتوي العدسة على مستشعر يقوم بتحويل هذه الأشعة تحت الحمراء إلى تيار كهربائي ينتقل عبر دائرة ستؤدي في النهاية إلى ظهور شاشة صغيرة تشير إلى درجة حرارة الجسم مقيمة.

التطبيقات

هناك العديد من الاستخدامات للبيرومترات ، سواء في المنزل أو في الأماكن الأكثر تخصصًا.

يمكن استخدامها مع الأطفال حديثي الولادة ، خاصة إذا أخذنا في الاعتبار أنهم حساسون للغاية وأن وضع ميزان حرارة زجاجي عليهم يمكن أن يزعجهم ، مما يجعل القياس صعبًا للغاية. شكرا ل يمكن استخدام البيرومترات دون لمس الطفل، يمكن استخدامه أثناء نومك. كل ما عليك فعله هو إلقاء الضوء من الجهاز وتسجيل درجة حرارته.

أما بالنسبة للصناعة ، البيرومترات يتم استخدامها لقياس درجة حرارة الأسطح شديدة الحرارة والتي لا تستطيع موازين الحرارة الأخرى تقييمها لأنهم إما سينفجرون أو يفسدون. في الواقع ، يمكن أن تسجل البيرومترات درجات حرارة عالية جدًا ، تصل بعضها إلى 700 درجة مئوية أو حتى 3200 درجة مئوية.

3. موازين الحرارة ثنائية المعدن

موازين الحرارة ثنائية المعدن قياس درجة الحرارة بواسطة آلية تحتوي على نوعين مختلفين من المعدن، والتي ، بناءً على كيفية تقلصها أو تمددها ، ستساعد في تحديد درجة حرارة الجسم الذي يتم قياس درجة حرارته.

كيف يعملون؟

موازين الحرارة ثنائية المعدن لها آلية ذات رقاقات معدنية. أحدهما مصنوع من معدن ذو معامل تمدد مرتفع ، بينما الآخر له معامل منخفض..

تم العثور على هذه الصفيحة ثنائية المعدن على شكل حلزوني داخل أنبوب. يتم لحام اللولب من طرف إلى آخر من هذه الشعيرات الدموية ، ويتم توصيله بقضيب نقل. بدوره ، يتم لحام قضيب النقل بإبرة تشير إلى درجة حرارة الجسم المقاس.

التطبيقات

موازين الحرارة ثنائية المعدن لا يتم استخدامها عادة في المنزل ، ولكنها تستخدم في العمليات الصناعية التي يجب فيها قياس المواد العدوانية أو الخطرة.

بعض الأمثلة على استخدامات هذه الأدوات في الصناعات الدوائية والغذائية والكيميائية والمنسوجات والبتروكيماويات.

على عكس البيرومترات ، تقيم موازين الحرارة هذه اتصالًا مباشرًا بالمادة لقياس درجة حرارتها. يمكنهم تسجيل درجات حرارة من -70 درجة مئوية إلى أكثر من 600 درجة مئوية.

4. موازين الغاز

موازين حرارة الغاز هي أدوات قليلة الاستخدام في المجال المنزلي ، لكنها تستخدم في القطاع الصناعي. وهي تحتوي داخل غاز ، عادة نيتروجين ، يمكن بواسطته قياس دقة وموثوقية الأدوات الحرارية الأخرى..

كيف يعملون؟

موازين حرارة الغاز لها عدة أجزاء. الأول هو عنصر مسؤول عن قياس الضغط ، وهو متصل بالشعرية وفي نفس الوقت الوقت ، يتم توصيل هذا العنصر بأمبولة ، يتعرض جزء منها لدرجة الحرارة المطلوبة يقيس.

تبدأ آلية هذه الأداة في العمل عندما يمتلئ الجهاز بالغاز تحت الضغط ، والنيتروجين هو الأكثر استخدامًا.. يوجد الغاز في الأمبولة ، واعتمادًا على درجة حرارة ما يتم قياسه ، فإن هذا الغاز سيدفع بعض المقابض ، والتي يتم من خلالها تحديد درجة حرارة الغاز.

التطبيقات

تُستخدم موازين حرارة الغاز بشكل خاص للتحقق من عمل موازين الحرارة الأخرى بشكل صحيح ، وذلك بفضل الدقة العالية ونطاق القياس. المشكلة هي، نظرًا لأن استخدامها معقد للغاية ، فإنها تستغرق وقتًا طويلاً لقياس درجة الحرارة، بالإضافة إلى صعوبة تطبيقها في المجال المنزلي.

يتراوح نطاق قياس درجة الحرارة من -450 درجة فهرنهايت إلى 1000 درجة فهرنهايت (-268 درجة مئوية إلى + 538 درجة مئوية).

5. مقاييس حرارة المقاومة

في القرن التاسع عشر ، اكتشف أن المقاومة الكهربائية لجسم ما تتفاوت حسب درجة حرارته.. لهذا السبب ، في عام 1871 ، قدم فيلهلم سيمنز اقتراحًا باستخدام البلاتين لقياس درجة الحرارة. في وقت لاحق ، في القرن العشرين ، تم اختراع مقياس حرارة المقاومة ، والذي سيستخدم ، في جوهره ، نفس الآلية التي اقترحتها شركة سيمنز.

اليوم يمكن أن تختلف المواد المستخدمة في مقياس حرارة المقاومة. في حين أن هناك نماذج تستمر في استخدام البلاتين ، هناك أيضًا نماذج من النحاس والتنغستن. ومع ذلك ، يعتبر البلاتين المادة المثالية لقياس درجة الحرارة.

كيف يعملون؟

تقيس موازين الحرارة المقاومة درجة الحرارة عن طريق تقييم سلوك السلك البلاتيني، أو معادن أخرى مدمجة في مقياس الحرارة. يرتبط هذا السلك بمقاومة كهربائية تتغير حسب درجة الحرارة

التطبيقات

قدرات القياس الخاصة بهم واسعة للغاية ، تتراوح من 200 درجة مئوية إلى 3568 درجة مئوية ، وتستغرق وقتًا لقياس درجة الحرارة. غالبًا ما يتم استخدامها لقياس درجات الحرارة في الهواء الطلق.

6. عزم الدوران الحراري أو المزدوج الحراري

إنها تشبه موازين الحرارة المقاومة في ذلك قياس درجة الحرارة من المقاومة الكهربائية التي تنتج الجهد ، والتي تختلف حسب درجة حرارة الجسم المقاس.

كيف يعملون؟

يتكون هذا الجهاز من سلكين معدنيين متصلين من طرف واحد. يصبح المفصل نقطة القياس ، بينما يتم تحديد الأطراف على أنها مفصل ساخن ومفصل بارد.

يجب وضع نهايات هذه الآلية على الجسم المراد قياسه. سيؤدي ذلك إلى تسخين نقطة القياس ، يسبب جهدًا كهربائيًا ، ويولد جهدًا يتناسب مع درجة حرارة الجسم.

التطبيقات

الأزواج الحرارية تعطي درجة الحرارة بسرعة وكفاءة. لهذا السبب غالبا ما تستخدم في المختبرات، خاصة في العمليات التي يجب فيها قياس درجة الحرارة أو القوة الدافعة الكهربائية اللازمة لتسخين لحام معدنين مختلفين.

7. موازين الحرارة الرقمية

تتشابه موازين الحرارة الرقمية إلى حد كبير مع موازين الحرارة الزجاجية ، حيث يتم استخدامها كبديل إلكتروني لها. لقد استبعدوا شعبية أكثرها كلاسيكية لفترة طويلة ، ولديهم مزايا وعيوب مقارنة بالزجاج.

كيف يعملون؟

موازين الحرارة الرقمية يقيس درجة الحرارة من خلال آلية تلتقط الطاقة من خلال المقاومة. تولد المقاومة تيارًا كهربائيًا ينتقل عبر دائرة مسؤولة عن تحويل الكهرباء إلى قيمة تظهر على الشاشة ، تشير إلى درجة حرارة الجسم المقاس.

التطبيقات

هذه الأنواع من موازين الحرارة عملية للغاية وسهلة الاستخدام ، فضلاً عن كونها غير مكلفة. إنها أكثر أمانًا من الأنبوب الزجاجي الكلاسيكي ، خاصةً بالمقارنة مع تلك التي تستخدم الزئبق.

لديهم أحجام واستخدامات مختلفة. توجد موازين حرارة رقمية متخصصة في قياس درجة حرارة الأطفال حديثي الولادة مواد ناعمة ومرنة لا تؤذي لثة الأطفال عند إدخالها بالطريق عن طريق الفم.

أما بالنسبة للمناطق الأخرى فلدينا تطبيقات متنوعة جدًا لمقاييس الحرارة الرقمية في الصناعة والمنزل وأحواض السمك والخبز والبستنة والطب البيطري.

في المتوسط ​​، تعطي موازين الحرارة هذه النتيجة بعد دقيقتين إلى ثلاث دقائق. يحتوي البعض على ذاكرة ، وتخزين نتائج قياس درجة الحرارة الأخيرة ، بالإضافة إلى مؤشرات الضوء والصوت التي تخبرنا عندما تم قياس درجة الحرارة بالفعل.

أحد الجوانب السلبية هو ذلك بحاجة إلى بطاريات للعمل، والتي قد تنفد. ومع ذلك ، يمكن أن تكون هذه البطاريات متينة للغاية ومتاحة بسهولة وغير مكلفة.

المراجع الببليوغرافية:

• كريوس سولي ، أ. (2005). الأجهزة الصناعية. ماركومبو. ردمك 84-267-1361-0. ص. 283-296.