Termometre Çeşitleri Ve Özellikleri
Termometre nedir ve nasıl çalışır? termometrelerin genel özellikleri, çeşitleri ve termometre dereceleri birbirine nasıl çevrilir?
Kaynak: pixabay.com
Termometre
Bir cismin sıcaklığını ölçmeye yarayan araçlara «termometre» denir. Bunların hemen hepsi civa, alkol gibi maddelerin hacimlerinin ısı ile artmasına dayanılarak yapılmıştır.
Bir cisme ısı verilince sıcaklığı artar, cisimden ısı alınınca sıcaklığı düşer. Cisimlerin sıcaklıklarını ölçmek için daha önceden bir «sıcaklık birimi» kabul edilir. Buna «derece» denir. Derecelerin tanımlanmasında suyun donma ve kaynama noktaları ele alınmıştır. Yalnız, cisimlerin donma ve kaynama noktaları hava basıncına bağlı olduğu için hava basıncının da belli bir değerde olması gerekir. Çoğunlukla hava basıncının deniz kıyısındaki değeri esas alınır. Bu da 76 santim civa sütununun basıncına eşittir. Bütün sıcaklık derecelerinin tanımlanmasında basıncın 76 santim cıva sütununa eşit olduğu kabul edilmiştir.
Kısaca Termometre
Termometre, sıcaklığı ölçmeye yarayan aygıttır. Tümü cıva ve alkol gibi sıvıların hacimlerinin ısı ile artmasına dayanılarak yapılır. Termometrenin bulunuşunda birçok bilim adamının payı varsa da ilk termometreyi 1597′ den önce Galilei yaptı. Sonraları birçok fizikçi değişik tiplerde termometreler kullanılır. Bu termometrelerin alt bölümleri hazne biçimindedir ve cam bir tüpten oluşur. Havası boşaltılmış olan tüpün hazne bölümü cıva ya da ispirtoyla doldurulur. Tüpün üstünde sıcaklık derecelerini bildiren bölümlemeler ve sayılar bulunur. Derecelerin tanımlanmasında suyun donma ve kaynama noktaları temel alınmıştır. Hava basıncı ise 76 cm cıva sütununun basıncına eşittir. Günümüzde cıvalı ve ispirtolu termometrelerin yanı sıra madensel ve gazla termometreler de kullanılır.
Başlıca üç çeşit derece kullanılır:
Santigrat Derecesi.
Suyun donma noktası 0 (sıfır) derece, kaynama noktası da 100 derece kabul edilmiştir. Civalı bir termometre üzerinde donma noktası ile kaynama noktası işaretlenmiş, bu iki çizginin arası 100 eşit parçaya bölünmüştür. Bu bölümlerin bir tanesi «1 santigrat derecesi»dir. Santigrat derecesini İsveçli astronom Anders Celsius (1701-1744), bulmuştur. Bizde kullanılan bu derecedir.
Reomür (Reaumur) Derecesi.
Santigrat derecesine benzer. Bu derecede de suyun donma noktası gene 0, kaynama derecesi ise 80 kabul edilmiş, iki çizgi arası da 80 eşit parçaya bölünmüştür. Bu dereceyi Fransız fizikçisi Rene Reaumur (1688-1757) bulmuştur.
Fahrenhayt (Fahrenheit) Derecesi.
Suyun donma derecesi +32, kaynama derecesi ise 212 derece kabul edilmiştir. Bu dereceyi Alman fizikçisi Gabriel Fahrenheit bulmuştur. Anglosakson ülkelerde ve bu arada İngiltere’de, Amerika’da bu derece kullanılır.
Termometre Çeşitleri
Termometre cisimlerin ısınınca uzaması esasına dayanarak yapılırlar. En çok kullanılan civalı termometredir. İnce bir boru içinde Civa vardır. Borunun dibinde de civanın toplanması için bir depo bulunur. Hava ısınınca civa da ısınır, hacmi artar, borunup içinde yükselir. Borunun yanında önceden yapılmış derece bölüntüleri vardır. Civa hangi çizgiye kadar yükselirse havanın sıcaklığı o kadar demektir.
İnsanların ateşini ölçmeye yarayan termometre de cıvalıdır. Yalnız, depoyu boruya birleştiren delik çok küçük olduğu için, ısı düşünce cıva aşağı inmez, her ölçmeden sonra termometreyi silkmek gerekir.
Rezistanslı Termometre
Ölçüm ilkesi bir elektrik iletkeninin direncinin sıcaklığa göre değişmesine dayanır. En sık kullanılan metaller, platin, nikel ve bakırdır. Platin rezistanslı (dirençli) bir sondanın büyük duyarlığından dolayı bu aygıt ayar rezistansı olarak kullanılır. Çok çabuk bozulabilen bir metal olan nikel güvenilir termometrelerin yapımı için pek uygun değildir. Çok yükseltgenebilen ve çok iyi bir iletken olan bakırsa, uygun fiyatından dolayı kullanılır. Sondalar, genellikle payreks ya da metal bir kılıfla korunan sarmallar biçimindedir. Bu pirometre çubuklarından sanayide yararlanılır. Yaygın ölçüm yöntemi, rezistans öğesini Wheatstone köprüsü olarak adlandırılan bir düzene yerleştirmeye dayanır. Sıcaklık artınca dirençleri hızla düşen ve termistans olarak adlandırılan yarı-iletken öğeler de kullanılmaktadır. Negatif sıcaklık katsayılı (ya da N.S.K.) olan bu termistanslar çok yüksek duyarlılığa sahip termometrelerin yapımında kullanılırlar.
Termometre
Sıcaklıkölçer ya da Termometre, (Antik Yunanca'dan: thermos sıcaklık ve métron ölçü; eski dilde: mizanül-harâre) sıcaklığı ölçmek için kullanılan alet.
MeteorolojideCelsius, Fahrenheit veya Kelvin gibi değişik ölçekler termometrelerde kullanılmaktadır. Gündelik kullanımdaki termometrelerin çoğu, değişen sıcaklık karşısında sıvıların hacim değiştirmesi mantığına dayanır. Bu cinsten en fazla kullanılan termometreler cıvalı termometrelerdir. Sıcaklığın çok düşük olduğu yerlerde ise donma sıcaklığı daha düşük olan alkollü termometreler tercih edilir
Yapısı[değiştir Termometre: Kim, Ne Zaman İcat Etti?
Sadeugra/iStock
Eskiden çocuklar hastalandığında anneleri “Ateşin mi var senin?” der ve hemen ellerini çocuklarının alınlarına götürürdü. Ateşin yüksek olduğunu düşündüklerinde ise koltuk altlarına bir termometre yerleştirip ateşlerini ölçmeye çalışırlardı. Termometreler yalnızca ateş ölçmek için değil havanın ya da bir malzemenin sıcaklığını belirlemek amacıyla pek çok alanda kullanılıyor. Peki ilk termometreyi kim icat etti? Günümüzde kullanılan farklı özellikteki termometreler hangi prensiplere göre çalışıyor? Gelin hep birlikte öğrenelim.
Buenaventuramariano/iStock
Termometre Nedir? Termometre Neyi Ölçer?
Termometre sıcaklığı ölçmek için kullanılan bir alettir. Termometre kelimesi Antik Yunancada “sıcaklık” anlamına gelen thermos ve “ölçü” anlamına gelen métron kelimelerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Katı, sıvı ve gazların farklı özelliklerinden yararlanılarak çeşitli termometreler yapılabilir. Örneğin sıvıların sıcaklıkları değişikçe hacimlerinin değişmesi ilkesinden yararlanılarak üretilen sıvılı termometreler daha çok günlük hayatta kullanılır.
vav63/iStock
Daha çok fabrika ve fırın gibi yerlerde tercih edilen metal termometrelerse sıvılı termometreler ile belirlenemeyen sıcaklık derecelerinin ölçülmesini sağlar. Metal termometreler ile 1.600 oC’a kadar olan yüksek sıcaklıklar ölçülebilir.
istanbulimage/iStock
Termometre Nasıl Çalışır?
Günlük hayatta kullanılan sıvılı termometrelerin alt kısmında bir hazne vardır. İnce bir cam tüp bu hazneye bağlıdır. Haznenin içinde genellikle alkol veya renklendirilmiş cıva bulunur.
Sıvılı termometreler, sıvıların genleşme ve büzülmesi ilkesinden yararlanarak çalışır. Sıcaklık arttıkça haznedeki sıvının hacmi artar yani sıvı genleşir. Böylece sıvı, tüpün içinde yükselir. Sıcaklık azaldığındaysa sıvının hacmi azalır ve daha az yer kaplamaya başlar. Bu da tüpün içerisindeki sıvının aşağı doğru inmesine neden olur. Sıvı seviyesine karşılık gelen birim çizgileri bize sıcaklığı gösterir. Benzer biçimde metal termometrelerde de metallerin ısındıkça genleşmesi ilkesinden yararlanılarak sıcaklık ölçümü yapılır.
Termometreyi Kim Buldu? Termometrenin Mucidi Kim?
Termometrenin icadından önce sıcaklığı ölçmek için belirlenmiş, herkes tarafından kabul edilen güvenilir bir referans noktası yoktu. Bunun yerine tereyağının erime noktası, hayvanların iç sıcaklığı, yılın en sıcak veya en soğuk günü gibi bölgeye ve kişiye göre değişen referanslar kullanılırdı.
İtalyan fizikçi Galilei Galileo 1592’de icat ettiği aletle neyin ne kadar sıcak ya da soğuk olduğunu kabaca belirlemeye çalıştı. Termoskop adını verdiği bu alet, içi hava dolu, yumurta büyüklüğünde cam bir şişe ve şişeye bağlı ince uzun bir tüpten oluşuyordu. Termoskobun tüp kısmı, içinde renkli sıvı olan başka bir kaba konuluyordu. Hava ısınmaya başladığında sıvı genleşip yukarı doğru çıkıyordu. Ancak bir ölçeği olmadığı için bu alet bazı kaynaklar tarafından termometre olarak kabul edilmiyor.
Wikimedia Commons
Galilei Galileo’nun geliştirdiği termoskop
1612 yılında İtalyan bilgin Santorre Santorio termoskoba bir ölçek ekledi. Santorio, termoskobun şişe kısmını mum alevi ile ısıtarak maksimum sıcaklık düzeyini, eriyen karla temas ettirerek de minimum sıcaklık düzeyini belirledi.
1654 yılında İtalya’da modern termometrelerin ilk örneklerinden biri olan sıvılı termometre üretildi.
Isaac Newton insan vücudunun sıcaklığını maksimum değer, suyun donma noktasını minimum değer olarak belirleyerek sıvılı termometrenin üzerine sabit derece noktaları ekledi.
Fahrenheit Termometresi
1714’te Alman bilim insanı Gabriel Fahrenheit öncekilerden daha yüksek doğruluk ve hassasiyete sahip ilk cıva termometresini üretti. Buzun eridiği sıcaklığı (ölçeğindeki 32 dereceyi) ve suyun kaynama sıcaklığını (ölçeğindeki 212 derece) sabit noktalar alarak ikisinin arasını 180 eşit birime böldü. Fahrenheit termometredeki 0 noktasını, negatif değerlere yer vermemek için, yaşadığı yer olan Amsterdam’da deneyimlediği en düşük sıcaklıklara göre belirledi.
agefotostock/Alamy
Gabriel Fahrenheit termometre üzerinde çalışırken...
Celsius Termometresi
İsveçli fizikçi Anders Celsius 1742 yılında termometreler için santigrat sıcaklık ölçeğini geliştirdi. Sabit noktalar olarak suyun deniz seviyesindeki donma ve kaynama noktalarını kullandı. Bu sayede sıcaklık ölçümünü daha doğru hâle getirdi. Celsius'un ölçeğinde suyun donma noktası 100 derece santigrat, kaynama noktası ise 0 derece santigrat olarak belirlenmişti. Bu değerler daha sonra Fransız fizikçi Jean-Pierre Christin tarafından tersine çevrildi.
Savany/iStock
1848’de Lord Kelvin, bir malzemenin sahip olabileceği en düşük sıcaklığın bir alt sınırı olduğunu keşfetti ve bunu mutlak sıfır olarak adlandırdı. Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır, 0 kelvin olarak tanımlanır. Celsius ölçeğinde 0 derece olan suyun donma sıcaklığı ise kelvin ölçeğinde 273,15 kelvine karşılık gelir.
Celsius, fahrenheit ve kelvin ölçeklerinin termometre üzerinde karşılaştırılması
Günümüzde sıcaklık, kızılötesi ışığa duyarlı sensörlere sahip cihazlarla temas olmaksızın, hassas bir şekilde ölçülebiliyor.
energyy/iStock
Özellikle COVID-19 salgını sırasında sıkça kullanılan termal kameralar ve ateşölçerler bu cihazlardan bazıları.
Imgorthand/iStock
COVID-19 salgını sırasında kullanılan ateşölçer
Kaynaklar:
- Stoyles, P. ve Pentland, P., A’dan Z’ye İcatlar ve Mucitleri, Çev.: Turan Parlak, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2019.
- Ellyard, D., Kim Neyi Ne Zaman İcat Etti, Çev.: U. Mutlu, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2017.
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7120475/
- https://www.thoughtco.com/the-history-of-the-thermometer-1992525
- https://ungo.com.tr/2021/10/termometrenin-icadi/
- https://www.elektrikport.com/makale-detay/galileo-galilei/4358#ad-image-0
- https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/hava-termometresi
kaynağı değiştir]
Termometre: Kim, Ne Zaman İcat Etti?
Sadeugra/iStock
Eskiden çocuklar hastalandığında anneleri “Ateşin mi var senin?” der ve hemen ellerini çocuklarının alınlarına götürürdü. Ateşin yüksek olduğunu düşündüklerinde ise koltuk altlarına bir termometre yerleştirip ateşlerini ölçmeye çalışırlardı. Termometreler yalnızca ateş ölçmek için değil havanın ya da bir malzemenin sıcaklığını belirlemek amacıyla pek çok alanda kullanılıyor. Peki ilk termometreyi kim icat etti? Günümüzde kullanılan farklı özellikteki termometreler hangi prensiplere göre çalışıyor? Gelin hep birlikte öğrenelim.
Buenaventuramariano/iStock
Termometre Nedir? Termometre Neyi Ölçer?
Termometre sıcaklığı ölçmek için kullanılan bir alettir. Termometre kelimesi Antik Yunancada “sıcaklık” anlamına gelen thermos ve “ölçü” anlamına gelen métron kelimelerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Katı, sıvı ve gazların farklı özelliklerinden yararlanılarak çeşitli termometreler yapılabilir. Örneğin sıvıların sıcaklıkları değişikçe hacimlerinin değişmesi ilkesinden yararlanılarak üretilen sıvılı termometreler daha çok günlük hayatta kullanılır.
vav63/iStock
Daha çok fabrika ve fırın gibi yerlerde tercih edilen metal termometrelerse sıvılı termometreler ile belirlenemeyen sıcaklık derecelerinin ölçülmesini sağlar. Metal termometreler ile 1.600 oC’a kadar olan yüksek sıcaklıklar ölçülebilir.
istanbulimage/iStock
Termometre Nasıl Çalışır?
Günlük hayatta kullanılan sıvılı termometrelerin alt kısmında bir hazne vardır. İnce bir cam tüp bu hazneye bağlıdır. Haznenin içinde genellikle alkol veya renklendirilmiş cıva bulunur.
Sıvılı termometreler, sıvıların genleşme ve büzülmesi ilkesinden yararlanarak çalışır. Sıcaklık arttıkça haznedeki sıvının hacmi artar yani sıvı genleşir. Böylece sıvı, tüpün içinde yükselir. Sıcaklık azaldığındaysa sıvının hacmi azalır ve daha az yer kaplamaya başlar. Bu da tüpün içerisindeki sıvının aşağı doğru inmesine neden olur. Sıvı seviyesine karşılık gelen birim çizgileri bize sıcaklığı gösterir. Benzer biçimde metal termometrelerde de metallerin ısındıkça genleşmesi ilkesinden yararlanılarak sıcaklık ölçümü yapılır.
Termometreyi Kim Buldu? Termometrenin Mucidi Kim?
Termometrenin icadından önce sıcaklığı ölçmek için belirlenmiş, herkes tarafından kabul edilen güvenilir bir referans noktası yoktu. Bunun yerine tereyağının erime noktası, hayvanların iç sıcaklığı, yılın en sıcak veya en soğuk günü gibi bölgeye ve kişiye göre değişen referanslar kullanılırdı.
İtalyan fizikçi Galilei Galileo 1592’de icat ettiği aletle neyin ne kadar sıcak ya da soğuk olduğunu kabaca belirlemeye çalıştı. Termoskop adını verdiği bu alet, içi hava dolu, yumurta büyüklüğünde cam bir şişe ve şişeye bağlı ince uzun bir tüpten oluşuyordu. Termoskobun tüp kısmı, içinde renkli sıvı olan başka bir kaba konuluyordu. Hava ısınmaya başladığında sıvı genleşip yukarı doğru çıkıyordu. Ancak bir ölçeği olmadığı için bu alet bazı kaynaklar tarafından termometre olarak kabul edilmiyor.
Wikimedia Commons
Galilei Galileo’nun geliştirdiği termoskop
1612 yılında İtalyan bilgin Santorre Santorio termoskoba bir ölçek ekledi. Santorio, termoskobun şişe kısmını mum alevi ile ısıtarak maksimum sıcaklık düzeyini, eriyen karla temas ettirerek de minimum sıcaklık düzeyini belirledi.
1654 yılında İtalya’da modern termometrelerin ilk örneklerinden biri olan sıvılı termometre üretildi.
Isaac Newton insan vücudunun sıcaklığını maksimum değer, suyun donma noktasını minimum değer olarak belirleyerek sıvılı termometrenin üzerine sabit derece noktaları ekledi.
Fahrenheit Termometresi
1714’te Alman bilim insanı Gabriel Fahrenheit öncekilerden daha yüksek doğruluk ve hassasiyete sahip ilk cıva termometresini üretti. Buzun eridiği sıcaklığı (ölçeğindeki 32 dereceyi) ve suyun kaynama sıcaklığını (ölçeğindeki 212 derece) sabit noktalar alarak ikisinin arasını 180 eşit birime böldü. Fahrenheit termometredeki 0 noktasını, negatif değerlere yer vermemek için, yaşadığı yer olan Amsterdam’da deneyimlediği en düşük sıcaklıklara göre belirledi.
agefotostock/Alamy
Gabriel Fahrenheit termometre üzerinde çalışırken...
Celsius Termometresi
İsveçli fizikçi Anders Celsius 1742 yılında termometreler için santigrat sıcaklık ölçeğini geliştirdi. Sabit noktalar olarak suyun deniz seviyesindeki donma ve kaynama noktalarını kullandı. Bu sayede sıcaklık ölçümünü daha doğru hâle getirdi. Celsius'un ölçeğinde suyun donma noktası 100 derece santigrat, kaynama noktası ise 0 derece santigrat olarak belirlenmişti. Bu değerler daha sonra Fransız fizikçi Jean-Pierre Christin tarafından tersine çevrildi.
Savany/iStock
1848’de Lord Kelvin, bir malzemenin sahip olabileceği en düşük sıcaklığın bir alt sınırı olduğunu keşfetti ve bunu mutlak sıfır olarak adlandırdı. Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır, 0 kelvin olarak tanımlanır. Celsius ölçeğinde 0 derece olan suyun donma sıcaklığı ise kelvin ölçeğinde 273,15 kelvine karşılık gelir.
Celsius, fahrenheit ve kelvin ölçeklerinin termometre üzerinde karşılaştırılması
Günümüzde sıcaklık, kızılötesi ışığa duyarlı sensörlere sahip cihazlarla temas olmaksızın, hassas bir şekilde ölçülebiliyor.
energyy/iStock
Özellikle COVID-19 salgını sırasında sıkça kullanılan termal kameralar ve ateşölçerler bu cihazlardan bazıları.
Imgorthand/iStock
COVID-19 salgını sırasında kullanılan ateşölçer
Kaynaklar:
- Stoyles, P. ve Pentland, P., A’dan Z’ye İcatlar ve Mucitleri, Çev.: Turan Parlak, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2019.
- Ellyard, D., Kim Neyi Ne Zaman İcat Etti, Çev.: U. Mutlu, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2017.
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7120475/
- https://www.thoughtco.com/the-history-of-the-thermometer-1992525
- https://ungo.com.tr/2021/10/termometrenin-icadi/
- https://www.elektrikport.com/makale-detay/galileo-galilei/4358#ad-image-0
- https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/hava-termometresi