Электронный термометр сообщение по географии 5

Обновлено: 18.05.2024

Барометр-анероид - это прибор для измерения атмосферного давления, основаного на безжиткостном исполнении. Действие прибора основано на измерении вызываемых атмосферным давлением упругих деформаций тонкостенного металлического сосуда, из которого откачан воздух. Барометр-анероид был специально создан для домашнего использования, по причине того, что ртутные барометры опасны - случайное повреждение может вызвать серьезную утечку ртути. Наиболее применимы в быту механические барометры (барометр-анероид). В них отсутствует жидкость. Барометр-анероид определяет атмосферное давление, воздействующее на тонкостенную металлическую коробку, внутри которой создано разрежение. Если атмосферное давление понижается, коробка барометра-анероида расширяется, а при повышении - сжимается. На практике в барометре-анероиде часто используется несколько последовательных анероидных коробок, и имеется специальная передаточная система, которая управляет стрелкой, движущейся шкале. В домашних условиях анероид хорошо справляется с определением предстоящего изменения погоды. Давление с изменением высоты меняется (снижается с высотой и повышается в низинах).То же самое запросто можно сказать и о прогнозе погоды: в сухое время, обычно, наблюдается повышенное атмосферное давление, а его понижение вызывает ветер и осадки: снег, дождь, туман. При одном и том же атмосферном давлении высота ртутного столба зависит от температуры и ускорения свободного падения, которое несколько меняется в зависимости от широты и высоты над уровнем моря. Чтобы исключить зависимость высоты ртутного столба в барометре от этих параметров, измеренную высоту приводят к температуре 0 градусов и ускорению свободного падения на уровне моря на широте 45 градусов и, введя инструментальную поправку, получают давление на станции)))))))))))))))))))))))))

Ответ или решение4

С развитием таких наук, как физика и математика, постепенно начали появляться различные приборы для измерения чело – либо. Например, барометр измеряет атмосферное давление, гигрометр – влажность, динамометр – силу. Самый распространенный измерительный прибор – это термометр. Что они делают? Какие виды бывают? И как применяются?

Основная характеристика термометра.

Данные приборы измеряют температуру, например, воды или воздуха. В принципе, термометр может вычислить температуру любого тела. В 1597 году Галилей сделал некое подобие градусника. Температура может измеряться в Фаренгейте, Цельсии и Кельвине. Их бывает несколько видов:

• Жидкостные.

Градусник заливается ртутью. Работает на таком явлении, как объем и его изменение при увеличении или уменьшении температуры на улице. К 2030 году ртуть будет под запретом на всей планете, так как она достаточно опасна. Поэтому ищут замену данному веществу. Уже имеется один из вариантов – галинстан.

• Механические.

Работает так же, как и прошлая вариация, но с одним отличием. Заключается оно в том, что датчиком является простая механическая спираль.

• Электронные.

Уже из названия ясно, что такие термометры работают на электричестве. На проводниках, если быть точнее. Но это самый простой прототип. Есть электронные термометры, работающие на термопарах. Но наиболее лучшие сделаны таким образом, что их основой является проволока из платины.

• Оптические.

В данном случае температура измеряется путем изменения светимости. Самый известный пример – это инфракрасный термометр. Данным градусником можно измерять температуру, вообще не прикасаясь к определенному телу. Кстати, это тоже будет хорошей заменой ртутным градусникам.

• Технические.

Технические термометры имеют свои подвиды. Их около 10. Используются абсолютно во всех сферах жизни людей. Например, быт, медицина, промышленности, строительство и так далее.

• Газовые.

Можно выделить и такой вид. Шарлем в 1703 году был основан закон, связанный с давлением газа, который и идет в основу создания этого термометра.

Применение термометров.

Самое главное и, по сути, единственное – это измерение температуры. Стоит отметить, что люди, как правило, используют шкалу Цельсия. Но бывают же разные случаи. Если смотреть относительно медицины, что градусник используется, если человек чувствует какие – либо признаки повышения температуры тела. В химии термометры могут использовать, чтобы узнать температуру вещества или при каком показателе он нагреется. В бытовой жизни термометр прикрепляют у окна с уличной стороны. Делается это для того, чтобы знать, какая температура на улице.

Доклад №2

Градусник или термометр сейчас можно найти в любом доме. С его помощью определяется температура воздуха, человеческого тела, воды и почвы. Используется во всех отраслях жизни.

История создания

Изобретателем первого термометра считается Галилей. В его трудах не описывается сам прибор. Однако, согласно записям его воспитанников, в 1567 году, ученый работал наl трудами Герона Александрийского, имелся похожий прибор поднимающий воду при подогреве. Так появился термоскоп для изменения температуры воды. Это стеклянный длинный сосуд с водой и плавающим на поверхности шариком. При подогреве воды, ее высота вместе с шариком поднималась, а при охлаждении опускалась. Однако им нельзя было определить температуру воды и воздуха, т.к не было шкалы.

Середина XVII в - новый этап в развитии термометров на основе воды. Имелся один минус - при минусовой температуре сосуд лопался.
И только в 1723 г ученым Фаренгейтом было предложено вместо воды использовать спирт. Он определил температуру таяния льда, закипания воды и температуру здорового человека.

Позднее в 1742 ученым Цельсием было предложена калибровка градусника. За "0" взята температура таяния льда, за "100" - точка закипания воды.

Виды градусников

Термометр (градусник)

Наверное, каждый знает о том, что баскетбол является самым знаменитым и популярным видом спорта. Баскетбол – это спортивная игра, в которой набирается определенное количество людей. И каждая из команд старается разными способами забить мяч

В 1860 году началась история города Владивостока. Он вырос с казармы, построенной на берегу бухты Золотой Рог. В то время эта местность славилась охотой, и улицам давали название не просто так, а от произошедших событий на них.

Самое удивительное животное на нашей планете - хамелеон (лат. сhamaeleonidae) - принадлежит к классу пресмыкающихся, отряду чешуйчатые. Эта ящерица известна тем, что она способна менять свою окраску и сливаться с окружающей природой.

Термометр - это прибор, предназначенный для измерения температуры воздуха окружающей среды. Прибор позволяет определить температуру различных сред при контакте с ней: вода, воздух, внутренняя среда организма и др.

В зависимости от того где применяется термометр: в производственных помещениях, дома, на улице и т.д. существуют несколько их видов. Например, бытовой термометр показывает температуру воздуха в доме, и здесь будет уместно говорить именно о жидкостном термометре.

Механические термометры применяются для регулирования температуры в системах автоматизации. Также существуют инфракрасные, газовые, электронные термометры, термоэлектрические и газовые.

Здесь будут изложены принцип работы жидкостного, механического и газового термометров:

Принцип работы жидкостного термометра.

Если разогреть такой термометр произойдёт расширение в нём жидкости. Обычно ЖТ заполнен ртутью (обычный бытовой градусник для измерения температуры тела), но ртуть имеет токсическое воздействие на организм, если его разбить, а это очень опасно. Поэтому его заменяют термометром наполненным спиртом. Хотя существуют споры, какой термометр лучше, ведь термометр с ртутью показывает более точный результат.

В метеорологии чаще используют спиртовой термометр. Объясняется это тем, что он может спокойно нагреваться до 600 градусов с погрешностью не более 1градуса по Цельсию.

Ртутный термометр может показывать температуру не более 38 градусов по Цельсию. При достижении 39-44 градусов жидкость в нем начинает густеть и дальнейшее измерение становиться невозможным!

Механические термометры

Все знают, что металлические предметы, как известно, расширяются под действием высокой температуры. Именно это и дало начало механическим термометрам. Такой термометр обойдётся относительно недорого, и он прост в использовании.

Применяется данный термометр в различных производственных системах сигнализации.

Газовые термометры

Не существенно отличаются от механических и жидкостных. Такой термометр заряжен гелием, неоном, аргоном либо другими благородными газами. ГТ имеет высокий температурный спектр определения: от -240 градусов по Цельсию до 990 градусов. Профессионалы не рекомендуют применять газовые термометры для точных замеров, так как погрешность их велика.

Термометр берет свои истоки происхождения с начала 1597 года, тогда итальянский ученый Галилео Галилей создал прибор определяющий насколько поднимается вода если ее нагреть. Прибор не имел шкалу, а на его показатели влияло только атмосферное давление. Состоял этот аппарат из трубки, которая была припаяна к шару.

Ученые того времени вплотную занимались созданием аппарата, который мог точно измерять температуры, чтоб облегчит человеку жизнь. Ведь знать температурные режимы чрезвычайно важно.

Итальянскому ученому Санторио Санторио, удалось изобрести очень громоздкий прибор, которым стало возможным измерить температуру человека. В этом приборе, так же, как и у Галелео основой был шар с трубкой не ровной формы, но на ней были размечены деления, а на ее конце была окрашенная жидкость.

Попытка усовершенствования прибора Галилео была Флорентийскими учёными, они добавили в его прибор шкалу из бусин. Через время ученые еще размышляли над усовершенствованием прибора Галилео, и на свет появились первые термометры с использованием жидкости. Но и эти изобретения были не совершенны, так как они лопались при замерзании воды, через время для их изготовления стали использовать как жидкость – винный спирт.

Удалось усовершенствовать изобретение Галилео его ученику, физику Эваджелисту Торричели, в результате его опытов термометры стали наполнять ртутью, затем переворачивали, добавляли в шар спирт, который предварительно подкрашивали и запаивали конец трубки.

Физиком Габриэлем Фаренгейтом был разработан свой способ изготовления шкалы термометра, он разделил ее на три основные деления:

0 градусов – температура воды и льда;
32 градусов – температура при смешивании воды и льда;
212 градусов – температура кипения воды.

Андерс Цельсий разделил свою шкалу на два постоянных значения, которых он высчитал:

0 градусов – температура, при которой плавится лед;
100 градусов – температура кипения воды.

Лорд Кельвин при создании своей шкалы, за точку отсчета выставил температуру – 273,1 градусов, это температура, при которой охлаждение тел невозможно.

На сегодняшний день самой распространенной шкалой термометра во всем мире считается шкала ученого Цельсия, шкалу термометра, изобретенной Кельвином активно используют ученые для своих исследований, шкалой термометра, изобретенной Фаренгейтом пользуется, и по сей день Англия и США.

История создания термометра

Идея создания термоскопа пришла Галилею после изучения трудов греческого математика, жившего в I в.н.э, Герона Александрийского. Изначальным замыслом не предусматривалось измерение температуры. Устройство использовалось, чтобы демонстрировать подъем воды в зависимости от нагревания воздуха.

Термоскоп изготавливался из стеклянной трубки, полой, с одной стороны, и с припаянным шариком, с другой. Работало устройство следующим образом:

Шарик нагревали и конец трубки опускали в воду.
По мере того, как воздух в шарике начинал остывать и сжиматься, вода поднималась вверх по трубке.
При повышении температуры воздуха уровень воды в трубке снова понижался.

Измерить термоскопом температуру было невозможно. Он не был градуирован, да и уровень подъема воды зависел не только от степени нагрева воздуха, но и от окружающего давления. Почти через 60 лет после смерти Галилея (в 1657 году) его термоскоп усовершенствовали ученые из Флоренции.

Термоскопу добавили шкалу-бусины и герметично запаяли трубку, удалив из нее воздух, залив внутрь спирт и перевернув. До того, как стали использовать винный спирт, трубки лопались при замерзании воды. То, что именно спирт позволит сохранить целостность колбы при отрицательных температурах, предположил Фердинанд II — тосканский герцог. С 1654 года мастера стали заливать в термоскопы алкоголь.

Сосуд стал не нужен для работы прибора, поэтому от него избавились. В зависимости от температуры воздуха, бусины поднимались или опускались. А в качестве исходных точек для измерения использовали отметки, сделанные в самый жаркий и самый холодный дни года.

Наряду с Галилеем, первенство в создании устройств, которые фиксировали изменения температуры окружающего воздуха приписывают:

лорду Бэкону;
Санториусу;
Роберту Фладду;
Скарпи;
Саломону де Коссу;
Порте;
Корнелиусу Дреббелю.

Хотя де Косс был лично знаком с Галилеем, поэтому мог увидеть его изобретение. Устройства других исследователей тоже были созданы по принципу термоскопа и зависели от температуры, так же, как и от атмосферного давления.

Следующим ученым, внесшим вклад в эволюцию термометра, стал французский ученый Гийом Амонтон, живший в 1663–1705 гг. Он стал измерять степень увеличения упругости воздуха, а не его расширение. Свои опыты Амонтон проводил, используя открытую трубу, изогнутую к нижней части и переходящую в замкнутую круглую полость. Подливая в трубку ртуть, ученый фиксировал изменения объема воздуха в зависимости от температуры.

Второй термометр Амонтона был герметичен и независим от окружающего давления. Его устройство включало в себя коленчатую трубку с раствором углекислого калия и нефтью, которая заканчивалась резервуаром с воздухом. Но этому сифонному барометру было еще очень далеко до совершенства современных термометров.

Тем, как выглядит современный термометр мы обязаны германскому ученому 18 века Габриэлю Фаренгейту. Начав с заполнения трубок спиртом, позднее он стал заполнять их ртутью. Фаренгейт установил ноль своей шкалы на отметке температуры смеси поваренной соли или нашатыря со снегом. Сделав градуирование, Фаренгейт установил, что вода начинает кипеть при 212⁰, а замерзает при 32⁰. Температура человеческого тела, при помещении термометра под мышку, составила 96⁰.

Метеоролог из Швеции Андерс Цельсий поставил точки кипения воды и таяния льда совсем не так, как это выглядит на современных градусниках. По его шкале вода закипала при 0⁰, тогда как лед начинал таять при 100⁰. Последователям оставалось лишь перевернуть шкалу, чтобы она приняла сегодняшний вид. Сделали это шведские ученые Карл Линней и Мортен Штремер. Кроме изобретения своей шкалы, Цельсий предсказал, что температура кипения воды может отличаться в зависимости от расположения местности относительно уровня моря. Зная этот уровень предполагалось проводить калибровку измерительных приборов.

Бытует мнение, что шкала должна называться именем Штремера и носит имя Цельсия из-за ошибки, допущенной химиком Иоганном Якобом в своей научной работе.

Еще одним человеком, оставившим след в истории создания измеряющего температуру устройства, является француз Рене Антуан Реомюр. Его работы стали причиной появления шкалы, градуированной в 80⁰. Несмотря на большой вклад в науку, прибор Реомюра не получил распространения и стал своеобразным шагом назад по сравнению с устройствами Фаренгейта. Фаренгейт и Реомюр стали последними, кто самостоятельно изготавливали свои термометры. После них этим стали заниматься ремесленники, зарабатывавшие на продажах устройств измерения температуры.

Виды термометров

Как уже говорилось, все термометры можно классифицировать в зависимости от устройства и принципа работы на жидкостные, механические, газовые, оптические, электронные.

Жидкостные

В принцип действия жидкостных термометров, как это понятно из их названия, заложено изменение объема жидкости, заполняющей столбик устройства, при понижении или повышении окружающей температуры. В качестве жидкости, чаще всего, используется ртуть или спирт. Кроме спиртов и ртути, применяют также:

пентан;
сероуглерод;
галлий;
ацетон;
толуол;
таллиевую амальгаму.

Наиболее характерным жидкостным термометром является обычный градусник для измерения температуры тела. Подобные устройства можно встретить у многих людей, которым интересна температура в комнатах или в других помещениях, например, в сауне. Используются они и для термометрии на открытом воздухе.

В связи с тем, что ртуть представляет опасность для здоровья, ее использование постепенно подпадает под запрет. Сейчас в термометрах начинают использовать другие жидкие металлы и их сплавы, например, галистан, в в состав которого входят:

Такой наполнитель идеально подходит для замеров тел с высокой температурой. На замену ртутным градусникам все чаще приходят другие типы устройств, в том числе механические и электронные.

Механические

Такие термометры используют в качестве индикатора стрелку, закрепленную на спиральной пружине или биметаллической ленте. В зависимости от температуры пружина скручивается или разжимается, и стрелка движется вдоль шкалы с градусами. Такие градусники не отличаются точностью показаний и используются обычно в быту, когда максимальная точность не особо важна.

Следующей разновидностью являются газовые приборы.

Газовые

Устройства, использующие для определения температуры газов, основаны на принципе, изложенном в законе Шарля. В соответствии с ним в газах, остающихся в одном объеме, повышается давление при их нагревании. И, наоборот, давление газообразного вещества снижается, если оно остывает.

Исходя из установленной пропорции и замеряя повышение или понижение давления идеального газа, можно определить температуру измеряемой среды или вещества. Наиболее точные показания выдает термометр, где рабочим веществом является водород или гелий.

Оптические

Пожалуй, одними из самых востребованных на сегодня устройств измерения температуры являются оптические термометры. Они позволяют делать замеры на расстоянии, не соприкасаясь с телом или предметом измерения.

К такому виду относятся инфракрасные термометры, применяемые в медицине. Они улавливают тепловые, инфракрасные, лучи и, после их электронной обработки, выдают на дисплей температурный показатель. Своим принципом работы такие устройства схожи с тепловизорами, но отличаются более высокой точностью.

Еще одним поводом к тому, что такие приборы становятся все более востребованными, стал запрет на ртутные градусники. Уже с 2030 года в нашей стране будет запрещено использовать устройства для измерения температуры с ртутью в качестве рабочего вещества.

Электронные

Электронные термометры показывают температуру, оценивая изменение электрической сопротивляемости проводника, которая зависит от степени его нагрева. В более широкодиапазонных устройствах применяется термопара.

При этом учитывается разность потенциалов на контактах металлических проводников с отличающейся электроотрицательностью. Контактная разность меняется в зависимости от окружающей температуры. Самыми точными устройствами признаны те, в которых используется платиновая проволока или керамика с платиновым напылением.

Кроме приведенных устройств выделяют еще технические термометры, а также приборы для фиксации максимальной и минимальной температуры.

Технические термометры

Технические термометры нашли свое применение в различных сферах промышленности, начиная с сельскохозяйственной и заканчивая тяжелым машиностроением.

Среди них выделяют:

биметаллические приборы;
жидкостные технические термометры;
сельскохозяйственные термометры марки ТС-7А-М;
вибростойкие термометры;
лабораторные устройства;
ртутные с электрическими контактами;
термометры для измерения температуры нефтепродуктов;
низкоградусные термометры, применяемые в спецкамерах.

В зависимости от способа фиксации показателей, приборы измерения температуры могут классифицироваться как:

максимальные;
минимальные;
нефиксируемые.

Примером максимального термометра служит градусник для измерения температуры тела. После того, как ртуть или жидкость поднимается по шкале, она остается на максимальном уровне, а не опускается вниз. Минимальные устройства фиксируются на минимуме температуры. Нефиксируемые изменяют свои показания в зависимости от интенсивности прогрева или остывания среды измерения.

Читайте также: