थर्मामीटर विभिन्न प्रणालियों में तापमान की माप के लिए जिम्मेदार है, और काफी अनुभवजन्य शुरुआत का एक अनुशासन है, क्योंकि हिप्पोक्रेट्स के समय से, चिकित्सा के क्षेत्र में, स्पर्श के माध्यम से और इसके अनुसार, शरीर के तापमान के बारे में जागरूकता थी। कथित संवेदना इसे "मीठी गर्मी" या "जलते हुए बुखार" के रूप में वर्गीकृत किया गया था। हालांकि, यह गैलिलियो गैलीली द्वारा थर्मामीटर के विकास तक नहीं था, वर्षों बाद, जब अध्ययन के इस क्षेत्र ने एक वैज्ञानिक भूमिका को अपनाने के लिए अनुभवजन्य जल छोड़ दिया।
हम सभी थर्मामीटर को शरीर के तापमान और पर्यावरण के तापमान को मापने के लिए एक उपकरण के रूप में जानते हैं, लेकिन यह कैसे काम करता है? थर्मोमेट्रिक तराजू कहाँ से आया? लेकिन इन सवालों का जवाब देने से पहले, चर की अवधारणा को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है जिसे हम माप रहे हैं, इस मामले में, तापमान।
तापमान, थर्मामीटर पैमाने की मूलभूत इकाई
तापमान शब्द का नामकरण करते समय, आप निश्चित रूप से गर्मी की मात्रा के बारे में सोचते थे, हालांकि, विचार करने वाली पहली बात यह है ताप तापमान के समान नहीं है, हालांकि, निश्चित रूप से, दोनों चर एक दूसरे से निकटता से जुड़े हुए हैं।
ऊष्मा ऊर्जा की वह मात्रा है जिसका स्थानांतरण दो प्रणालियों के बीच एक तापमान प्रवणता के साथ जुड़ा हुआ है, जिसका अर्थ है कि तापमान एक चर है जो गर्मी का निर्धारण करता है, लेकिन यह स्वयं गर्मी नहीं है। तापमान गतिज ऊर्जा से जुड़ा होता है, जो कि प्रणाली में कणों की गति को परिभाषित करता है, और इस हद तक कि कणों के आंदोलन में अधिक से अधिक आंदोलन होता है, अधिक से अधिक तथाकथित "थर्मोमेट्रिक तराजू द्वारा उत्पादित परिमाण होगा। ”।
थर्मामीटर, थर्मामीटर का आधार
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, पहले थर्मामीटर के निर्माता गैलीलियो गैलीली थे, इस उपकरण का डिज़ाइन एक ऊर्ध्वाधर ग्लास ट्यूब की विधानसभा पर आधारित था, दोनों छोरों पर बंद था, जिसमें पानी था जिसमें कई बंद ग्लास गोले डूबे हुए थे, रंगीन तरल के साथ। के भीतर। इसने तापमान विविधताओं के पहले रिकॉर्ड को बनाने की अनुमति दी। इस पहले थर्मामीटर में प्रयुक्त तरल पदार्थ पानी था, हालांकि, बाद में इसे अल्कोहल द्वारा बदल दिया गया था, क्योंकि बहुत कम तापमान पर पानी एक हिमांक तक पहुंच गया था, और जब वायुमंडलीय दबाव भिन्न होता था, तो जल स्तर में उतार-चढ़ाव दर्ज किए जाते थे, इसके बिना यह एक छोटा होगा। तापमान में बदलाव।
1611 और 1613 के बीच। सेंटोरियो गैलीलियो के उपकरण के लिए एक संख्यात्मक पैमाने को शामिल करता है। हालांकि, इस उपकरण ने अभी भी सटीक परिणाम नहीं दिया है, क्योंकि माप द्रव वायुमंडलीय दबाव के लिए अतिसंवेदनशील था। वर्ष 1714 में, डैनियल फ़ारेनहाइट ने पारे को माप में शामिल किया।
पारा का उपयोग साधन की शुद्धता में एक महान अग्रिम का प्रतिनिधित्व करता था, विस्तार के उच्च गुणांक होने के बाद से, तापमान के कारण होने वाली गड़बड़ी आसानी से प्रशंसनीय थी।
थर्मामीटर काम सिद्धांत
जब किसी प्रणाली के दो भाग संपर्क में आते हैं, तो क्या उम्मीद की जा सकती है कि दोनों के गुणों में भिन्नता होगी, जो उनके बीच गर्मी हस्तांतरण की एक घटना से जुड़े हैं। थर्मल संतुलन में होने वाली प्रणाली के लिए जिन शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए वे निम्नलिखित हैं:
- इसमें शामिल पक्षों के बीच कोई हीट एक्सचेंज नहीं होना चाहिए
- तापमान-निर्भर गुणों में से कोई भी भिन्न नहीं होना चाहिए।
थर्मामीटर के तहत संचालित होता है ऊष्मागतिकी का शून्य सिद्धांत, जो थर्मल संतुलन में दो चर के बीच अंतर्संबंध स्थापित करता है। जिसका अर्थ है कि पारा, तापमान परिवर्तन के लिए अतिसंवेदनशील द्रव के रूप में, शरीर या माध्यम के साथ संतुलन में प्रवेश करते समय, जिसका तापमान मूल्य हम जानना चाहते हैं, इसके तापमान मूल्य को अपनाता है।
थर्मामीटर तराजू का विकास
जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया था, गैलीलियो के उपकरण में माप पैरामीटर स्थापित करने की आवश्यकता का पहला दूरदर्शी सेंटोरिओ था, जिसने बिना किसी भौतिक अर्थ के संख्यात्मक पैमाने की स्थापना की। हालाँकि, इस घटना का विकास में बहुत महत्व था जिसे अब हम थर्मोमेट्री तराजू के रूप में जानते हैं।
Rømer ग्रेड
Rømer खारे पानी के जमने और उबलने पर आधारित एक पैमाना है। यह पैमाना इस समय उपयोग में नहीं है, क्योंकि यह सटीक परिणाम प्रदान नहीं करता है।
फारेनहाइट पैमाने
डैनियल फ़ारेनहाइट तकनीकी उपकरणों का निर्माता था, जिसने 1709 में अल्कोहल थर्मामीटर को अधिकृत किया था, और फिर वर्षों बाद वह पहले पारा-आधारित थर्मामीटर बनायेगा। जर्मन मूल के इस आविष्कारक ने एक मनमाना थर्मोमेट्रिक स्केल विकसित किया, जो उसका नाम बताता है, जिसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
- इसका नकारात्मक मान नहीं है, क्योंकि उस समय 0 से नीचे के तापमान के बारे में कोई धारणा नहीं थी, इस कारण से, पानी का उबलना 212 waterF पर होता है, और 32ºF पर इसकी ठंड होती है।
- यह काफी सटीक है, क्योंकि यह पारा थर्मामीटर में टिप्पणियों पर आधारित है, उस तापमान सीमा में लगभग समान विस्तार के साथ एक सामग्री।
- अपने सटीक थर्मामीटर के साथ, फ़ारेनहाइट ने परिवेश के दबाव की परिस्थितियों में पानी के उबलते तापमान में भिन्नता को मापा, और यह स्थापित करने में सक्षम था कि क्वथनांक प्रत्येक तरल पदार्थ की विशेषता है।
- इसका उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका और यूनाइटेड किंगडम जैसे देशों में फैल गया है।
सेल्सियस पैमाने पर
थर्मोमेट्रिक तराजू के बीच, इसने अपने समय में बहुत लोकप्रियता हासिल की। इसका आविष्कार 1742 में स्वीडिश खगोलशास्त्री एंड्रेस सेस द्वारा किया गया था, जिन्होंने इसे पानी के हिमांक बिंदु को निम्न मान और अधिकतम मूल्य के रूप में इसके क्वथनांक के रूप में विकसित किया था। सेल्सियस ने इन दो बिंदुओं के बीच 100 डिवीजनों की एक श्रृंखला का प्रदर्शन किया।
अन्य पैमानों के विपरीत, सेंटीग्रेड 100 स्नातक के साथ काम करता है, और इसका उपयोग घरेलू उद्देश्यों के लिए बढ़ाया गया है, क्योंकि वैज्ञानिक क्षेत्र में पूर्ण केल्विन पैमाने का उपयोग पसंद किया जाता है।
बिल्कुल पैमाना
इस पैमाने को "निरपेक्ष" कहा जाता है, जो पूर्ण शून्य के मूल्य पर विचार करता है, और इसका महत्व मूल रूप से इस पहलू में निहित है, क्योंकि यह मनमाने ढंग से तय बिंदुओं पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि मूल्य को प्राप्त करने वाले आणविक कैनेटीक्स की अभिव्यक्ति के रूप में तापमान प्रस्तुत करता है। उस बिंदु पर जहां आणविक आंदोलन की समाप्ति निर्धारित की गई थी।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह तापमान सेल्सियस पैमाने के साथ जुड़ा हुआ है, क्योंकि दोनों 100 के स्नातक स्तर की पढ़ाई को संभालते हैं।
रैंकिन स्केल
1859 में, इंजीनियर विलियम रैंकिन ने इस पैमाने का प्रस्ताव दिया, जो डिग्री फ़ारेनहाइट से संबंधित है, क्योंकि यह एक ही स्नातक को संभालता है, हालांकि इस पैमाने में पूर्ण शून्य की उपस्थिति शामिल है। एक सादृश्यता में, यह कहा जा सकता है कि सेल्सियस-केल्विन संबंध फ़ारेनहाइट-रैंकिन के समान प्रकृति का है।
थर्मोमेट्रिक तराजू के बीच बातचीत
समस्या समाधान के क्षेत्र में रूपांतरण का उपयोग बहुत महत्व रखता है, यह इस तथ्य से निर्धारित होता है कि हम विभिन्न प्रकृति के समूह चर नहीं कर सकते। और क्योंकि विभिन्न विषयों को अलग-अलग थर्मोमेट्रिक तराजू के रूप में संभाला जा सकता है, ऐसे संबंध स्थापित किए गए हैं जो मूल्यों के परिवर्तन की अनुमति देते हैं।
- फ़ारेनहाइट (ºF) - रैंकिन ((R)
ºF = -R- 460
- सेल्सियस (elsiusC) - केल्विन ()K)
ºC = -K- 273
- सेल्सियस (elsiusC) - फ़ारेनहाइट (ºF)
ºC = (ºF-32) / 1,8