كيفية قياس درجة الحرارة
مقدمة
درجة الحرارة هي كمية فيزيائية تعبر عن مدى سخونة أو برودة الجسم. يتم قياسها عادةً بوحدة الدرجة المئوية أو درجة فهرنهايت. تُستخدم درجة الحرارة لوصف حالة الطقس، ودرجة حرارة الجسم البشري، ودرجة حرارة الأجهزة الإلكترونية، وغير ذلك الكثير.
مقياس الحرارة
مقياس الحرارة هو جهاز يستخدم لقياس درجة الحرارة. يتكون مقياس الحرارة عادةً من أنبوب زجاجي يحتوي على سائل، مثل الزئبق أو الكحول. عندما تتغير درجة الحرارة، يتغير حجم السائل ويتحرك داخل الأنبوب. يمكن قراءة درجة الحرارة من مقياس الحرارة عن طريق ملاحظة ارتفاع السائل في الأنبوب.
أنواع مقياس الحرارة
هناك العديد من أنواع مقياس الحرارة، منها:
مقياس الحرارة الزئبقي: يتكون مقياس الحرارة الزئبقي من أنبوب زجاجي يحتوي على الزئبق. يتمدد الزئبق ويتقلص عندما تتغير درجة الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع وانخفاض مستوى الزئبق في الأنبوب.
مقياس الحرارة الكحولي: يتكون مقياس الحرارة الكحولي من أنبوب زجاجي يحتوي على الكحول. يتمدد الكحول ويتقلص عندما تتغير درجة الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع وانخفاض مستوى الكحول في الأنبوب.
مقياس الحرارة الرقمي: يتكون مقياس الحرارة الرقمي من مستشعر درجة الحرارة وجهاز إلكتروني يعرض درجة الحرارة على شاشة رقمية.
مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء: يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من مستشعر الأشعة تحت الحمراء وجهاز إلكتروني يعرض درجة الحرارة على شاشة رقمية.
استخدامات مقياس الحرارة
يستخدم مقياس الحرارة في العديد من التطبيقات، منها:
قياس درجة حرارة الجسم البشري: يتم استخدام مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة الجسم البشري من أجل تشخيص الأمراض والمتابعة الصحية.
قياس درجة حرارة الطقس: يتم استخدام مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة الطقس من أجل التنبؤ بالطقس.
قياس درجة حرارة الأجهزة الإلكترونية: يتم استخدام مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة الأجهزة الإلكترونية من أجل منع ارتفاع درجة الحرارة الزائد الذي قد يؤدي إلى تلف الأجهزة.
وحدات قياس درجة الحرارة
هناك العديد من وحدات قياس درجة الحرارة، منها:
درجة مئوية (سيلسيوس): هي الوحدة الدولية لقياس درجة الحرارة. يتم تعريف درجة مئوية على أنها الفرق بين نقطة التجمد ونقطة الغليان للمياه عند الضغط الجوي العادي.
درجة فهرنهايت: هي وحدة قياس درجة الحرارة المستخدمة في الولايات المتحدة وبعض الدول الأخرى. يتم تعريف درجة فهرنهايت على أنها الفرق بين نقطة التجمد ونقطة الغليان للماء عند الضغط الجوي العادي، مع إضافة 32 درجة.
درجة كلفن: هي وحدة قياس درجة الحرارة المستخدمة في الفيزياء. يتم تعريف درجة كلفن على أنها درجة الحرارة التي يكون عندها الضغط البخاري لجسم ما صفراً.
التحويل بين وحدات قياس درجة الحرارة
يمكن التحويل بين وحدات قياس درجة الحرارة باستخدام المعادلات التالية:
من درجة مئوية إلى درجة فهرنهايت:
“`
F = (C × 9/5) + 32
“`
من درجة فهرنهايت إلى درجة مئوية:
“`
C = (F – 32) × 5/9
“`
من درجة مئوية إلى درجة كلفن:
“`
K = C + 273.15
“`
من درجة كلفن إلى درجة مئوية:
“`
C = K – 273.15
“`
الخطأ في قياس درجة الحرارة
هناك العديد من العوامل التي قد تؤدي إلى الخطأ في قياس درجة الحرارة، منها:
عدم دقة مقياس الحرارة: قد يكون مقياس الحرارة غير دقيق بسبب عيوب في التصنيع أو بسبب الاستخدام الخاطئ.
عدم وضع مقياس الحرارة في المكان الصحيح: يجب وضع مقياس الحرارة في المكان الذي تريد قياس درجة حرارته بشكل صحيح. على سبيل المثال، إذا كنت تريد قياس درجة حرارة الجسم البشري، يجب وضع مقياس الحرارة تحت اللسان أو في الإبط.
عدم انتظار الوقت الكافي لقراءة درجة الحرارة: يجب الانتظار الوقت الكافي حتى يتكيف مقياس الحرارة مع درجة الحرارة المحيطة قبل قراءة درجة الحرارة.
الاستنتاج
درجة الحرارة هي كمية فيزيائية مهمة لها العديد من التطبيقات. يمكن قياس درجة الحرارة باستخدام مقياس الحرارة. هناك العديد من أنواع مقياس الحرارة، ولكل نوع مزاياه وعيوبه الخاصة. يتم استخدام مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة الجسم البشري، ودرجة حرارة الطقس، ودرجة حرارة الأجهزة الإلكترونية، وغير ذلك الكثير. هناك العديد من وحدات قياس درجة الحرارة، منها درجة مئوية ودرجة فهرنهايت ودرجة كلفن. يمكن التحويل بين وحدات قياس درجة الحرارة باستخدام المعادلات المذكورة أعلاه.