Termomeeter (1)

Tallinna Nõmme Gümnaasium
Termomeeter
Referaat füüsikast
Koostaja :
Klass:
Juhendaja :
Tallinn 2008

Sisukord:

Sisukord: 2
Sissejuhatus 3
Erinevad skaalad ja autorid 4
Kelvini skaala 4
Rankine ’i skaala 4
Fahrenheiti skaala 5
Celsiuse skaala 5
Termomeetri liigid: 6
Bimetalltermomeeter 6
Vedeliktermomeeter 6
Termoelektriline termomeeter 6
Manomeetriline termomeeter 7
Kokkuvõte 8
Kasutatud kirjandus 9

Sissejuhatus

Temperatuuri mõõtmise vajadus on inimkonna jaoks eksisteerinud pikka aega. Meie esivanemad sellega tegelenud mitmeid eri meetodeid kasutades. Näiteks, on teada, et 4 saj. e.m.a mõõtis Philo Bütsantsist õhutemperatuuri erinevusi õhktermoskoobiga.
Kuid siiski saame me tänapäevases mõistes temperatuuri mõõtmisega seotud avastustest rääkida alljärgnevate teadlaste võtmes. Kronoloogilises järjestuses aastaarvudega oleks :

• 4 saj. e.m.a - Philo Bütsantsist õhktermoskoop
  

• 3. saj. e.m.a - Ctesibiuse vedeliku termoskoop
  
• 1597 a. - Galileo Galilei termoskoop
  
• 1611 - Termoskoobi kalibreerimine Sanctoriuse poolt (min. temperatuur oli lume sulamine , max. temp. oli küünla laagi kohal olev temp.)
  
• 1632 - Jean Rey vedeliku termobaromeete
  
• 1650  - Toskaana hertsogi Ferdinand II piiritustermomeeter
  
• 1672 - Hubini termomeeter (elavhõbe + vasknitraat)
  
• 1695  - Guillaume Amontonsi kolme vedeliku termomeeter
  
• 1851 - William Thomson võttis kasutusele Kelvini skaala
  
• 1859 - William John Macquorn Rankine poolt kasutusele võetud Rankine skaala
  
• 1702 - Taanlane Ole Romer fikseerib termomeetri punktid ( vee keemine 60 kraadi, vee külmumine -75 kraadi)
  
• 1714 - Daniel Gabriel Fahrenheiti elavhõbetermomeeter (keha normaalne temperatuur - 96 kraadi, jää sulamine – 32 kraadi ning vee keemine – 212 kraadi)
  
• 1730 -  Rene Antoine Ferchault de Réaumuri piiritustermomeeter (jää sulamine 0 kraadi, vee keemine 80 kraadi)
  
• 1742  - Anders Celsius  võttis kasutusele 100 kraadilise skaala (jää sulab 100 kraadi juures, keeb aga 0 kraadi juuures)
  
• 1745 - Karl Linne termomeeter ümberpööratud skaalaga (vesi keeb 100 ning sulab 0 kraadi juures)[2.]
  

Erinevad skaalad ja autorid

Kelvini skaala

1851. aastal võtis inglise füüsik William Thomson ( lord Kelvin ) (1824-1907) kasutusele absoluutse temperatuuriskaalaga ehk Kelvini skaalaga termomeetri, mis kuulub termodünaamilise skaalaga termomeetrite hulka. Kelvini kraadist, mille sübmboliks on K, sai ka SI-süsteemi temperatuuri mõõtühik kelvin. Üks kelvini skaala jaotus on võrdne ühe Celsiuse skaala jaotusega
[1. ]

Rankine’i skaala

Rankine'i skaala on šoti füüsiku William John Macquorn Rankine'I (1820-1872) poolt 1859. aastal kasutusele võetud termodünaamiline temperatuuriskaala , mis kasutab sama jaotust nagu Fahrenheiti skaala, kuid Rankine'i skaala nullpunkt on ühtlasi absoluutseks nullpunktiks  ja ühtib Kelvini skaala nullpunktiga. Jää sulamispunkt on Rankine'i skaalal 459,67 °R. Rankine'i temperatuuri sübmboliks on °R vahel ka °Ra. Seega on Ranine'i skaala jaotus võrdne Fahrenheiti skaala jaotusega. Rankine'i termomeetrit kasutatakse veel mõningates maades, kus pole üle mindud SI-süsteemi mõõtühikutele. [3. ]

Fahrenheiti skaala

Fahrenheiti skaala on temperatuuriskaala, mille võttis 1714. aastal kasutusele Saksa füüsik Daniel Gabriel Fahrenheit (1689-1736). Tema loodud soojuspaisumisel põhineva termomeetri üks skaalajaotis , Fahrenheiti kraad , võrdub 1/180 vee keemispunkti ja jää sulamispunkti temperatuuride vahest normaalrõhul.
Skaala koostamise kohta on erinevaid versioone. Üks neist väidab, et Fahrenheit valis oma skaala nullpunktiks (0) lume ja ammooniumkloriidi ( salmiaagi ) segu sualmistemperatuuri. Jää sulamispunkt on Fahrenheiti skaalal 32 °F ja vee keemispunkt 212 °F. 
Fahrenheiti termomeeter oli esimene praktilisse kasutusse võetud temperatuuri mõõteriist, mis oli kuni 1940. aastani kasutusel ka Eestis. Mõned riigid, näiteks Ameerika Ühendriigid, kasutavad tänaseni Fahrenheiti termomeetreid.
Fahrenheiti kraadi sümbol on °F. [4.]

Celsiuse skaala

Anders Celsius (1701-1744) võttis 1742. aastal kasutusele soojuspaisumisel põhineva skaalaga termomeetri. Algselt oli skaalal jää sulamis temperatuur -100 ning vee keemis temperatuur 0 kraadi. Kuna see oli prkatikas ebamugav pööras 1745. aastal Karl Linne (1707-1778) skaala ümer. Uuel skaalal sulas jää 0, ja kees +100 kraadi juures. Tänapäeval on Celsiuse skaala enim levinud. Eestis on see kasutusel 1940. aastast.
Celsiuse skaala sümbol on °C.

Termomeetri liigid:

Bimetalltermomeeter

Bimetalltermomeeter ehk dilatomeetriline termomeeter koosneb kahest erineva joonpaisumisega metallvardast ehk termobimetallist, ülekandemehhanismist, osutist ja temperatuuriskaalast. Erineva joonpaisumisteguri tõttu muudab bimetall temperatuuri muutudes oma kuju ning liigutab ülekandemehhanismi abil osutit. [1. ]

Vedeliktermomeeter

Vedeliktermomeeter ehk klaastermomeeter koosneb vedeliku reservuaarist ehk anumast ja selle küljes olevast ühtlase siseläbimõõduga kapillaartorust. Paisuva vedelikuga, mis võib olla elavhõbe, etanool , metüülbenseen või gallium, täidetakse anum. Reservuaar koos skaalaga varustatud kapillaartoruga on klaaskestas, mis võib vastavalt vajadusele olla väga erineva kuju või suurusega. Vedeliktermomeetrite mõõtepiirkond on vahemikus -60 °C – +600 °C. Erandjuhtudel aga kuni +1200 °C. [1.]
Vedeliktermomeetritkasutatakse ka organismide kehatemperatuuri mõõtmisel.

Termoelektriline termomeeter

Termoelektrilised termomeetrid jagunevad omakorda tajuri tüübi järgi. Tajuriteks võivad olla nii  termopaar , termotakisti või mingi muu elektriline termoelement. Termopaartermomeetrite puhul kasutatakse mõõteriistaks temperatuuri ühikutesse gradueeritud skaalaga millivoltmeetrit või potentsiomeeterit. Termopaar, mis koosneb kahest erinevast metallist juhtmepaarist (kulla ning raua sulam ja vask, vask ja konstantaan, kromell ja kopell jne), mis ühendatakse ühest otsast kokku ja millede ühendukoht pannakse temperatuuri mõõtmise kohta. Termopaari vabade otste vahel tekkib termopinge, mis on otseses sõltuvuses temperatuuri muutumisest liitekohas ja mida mõõdetakse millivoltmeetri või mõne teise mõõteriistaga. Täpismõõtmistel kasutatakse differensiaaltermopaari (kahte termopaari) mille ühte termopunkti hoitakse püsitemperatuuril näiteks sulavas jääs. Erinevate termopaaridega saab mõõta temperatuure vahemikus -270 °C – +2500 °C. Takistustermomeetrite puhul kasutatakse mõõteriistaks temperatuuri ühikutesse gradueeritud skaalaga logomeetrit või mõõtesilda. [1. ]

Manomeetriline termomeeter

Manomeetriline termomeeter koosneb kinnisest süsteemist, mille põhiosadeks on termoballoon, ühendustorustik, mille pikkus ei ole määratletud, ja temperatuuri ühikutesse gradueeritud skaalaga manomeeter. Manomeetriga mõõdetakse süsteemi täiteainega, milleks võib olla gaas , vedelik või aur, toimuvaid rõhu muutusi. Termomeetri suletud ruumis oleva jääva ruumala korral on rõhu muutus sõltuvuses ainult mõõtekohas toimuvast välistemperatuuri muutusest. Eriti täpsete mõõtmiste puhul kasutatakse täiteaineks gaasi. Manomeetriliste termomeetrite mõõtepiirkond on 0 °C – +300 °C. [1. ]

Kokkuvõte

Kokkuvõtteks võiks öelda seda, et läbi ajaloo on temperatuuri mõõtmise tehnoloogia paremaks muutunud, mis võimaldab tänapäeval temperatuure äärmiselt täpselt mõõta. Vaatamata sellele vajab enamik inimesi temperatuuri mõõtmist põhimõtteliselt ainult selle jaoks, et teada missugune ilm on homme ja mida selga panna.

Kasutatud kirjandus

http://et.wikipedia.org/wiki/Termomeeter

http://www.ut.ee/REAM/Ilmalugu.ht m

http://wapedia.mobi/et/Rankine'i_skaala

http://et.wikipedia.org/wiki/Fahrenheiti_skaala

ENEKE 1 Tallinn 1982 lk. 113