kategorier: Interessante fakta, Hjemmeautomatisering
Antal visninger: 24844
Kommentarer til artiklen: 1
Temperatursensorer. Første del Lidt teori og historie
Hvad er temperatur
Før du starter historien om temperatursensorer, skal du forstå, hvad der er temperatur med hensyn til fysik. Hvorfor føler den menneskelige krop en temperaturændring, hvorfor vi siger, at det i dag er varmt eller bare varmt, og den næste dag er det koldt eller endda koldt.
Udtrykket temperatur kommer fra det latinske ord temperatur, som i oversættelse betyder normal tilstand eller korrekt forskydning. Som en fysisk mængde karakteriserer temperatur den indre energi i et stof, graden af mobilitet af molekyler, den kinetiske energi fra partikler i en tilstand af termodynamisk ligevægt.
Et eksempel er luft, hvis molekyler og atomer bevæger sig tilfældigt. Når bevægelseshastigheden for disse partikler stiger, siger de, at lufttemperaturen er høj, at luften er varm eller endda varm. På en kold dag, for eksempel, er luftpartiklernes hastighed lille, hvilket føles som behagelig kølighed eller endda ”hundekold”. Det skal bemærkes, at luftpartiklernes hastighed ikke afhænger af vindhastighed! Dette er en helt anden hastighed.
Dette er hvad der vedrører luft, i det kan molekyler bevæge sig frit, men hvad med flydende og faste legemer? I dem eksisterer molekylers termiske bevægelse også, skønt i mindre grad end i luft. Men dens ændring er mærkbar, hvilket bestemmer temperaturen på væsker og faste stoffer.
Molekyler bevæger sig fortsat selv ved issmeltetemperatur såvel som ved en negativ temperatur. For eksempel er hastigheden af et brintmolekyle ved nul-temperatur 1950 m / s. Hvert sekund i 16 cm ^ 3 luft forekommer tusind milliarder kollisioner med molekyler. Med stigende temperatur stiger mobiliteten af molekyler, henholdsvis antallet af kollisioner.
Det skal dog bemærkes, at temperatur og hede essensen er ikke den samme ting. Et simpelt eksempel: en almindelig gaskomfur i køkkenet har store og små brændere, hvor den samme gas brændes. Gasforbrændingstemperaturen er den samme, så temperaturen på selve brændere er også den samme. Men den samme mængde vand, såsom en kedel eller spand, koges hurtigere på en stor brænder end på en lille. Dette skyldes, at en stor brænder producerer mere varme, brænder mere gas pr. Enhedstid eller har mere strøm.
Hvordan bestemmes mængden af varme i hvilke enheder? På kursus i skolefysik er der mange problemer dedikeret til opvarmning og kogende vand, som er meget lærerige og interessante, selv bare i løbet af løsningen.
Pr. Enhed termisk energi accepteret kalorie. Dette er den mængde varme, der giver opvarmning af 1 gram (cm ^ 3) vand pr. 1 ° C (1 grad Celsius). Temperaturen i det fysiske legeme i grader afspejler niveauet for dets termiske energi. At måle den anvendte temperatur termometreofte henvist til termometer.
Hvis to fysiske legemer har den samme temperatur, sker der ikke varmeoverførsel, når de er tilsluttet. Hvis en af kropperne har en højere temperatur, så når den er tilsluttet et koldt legeme, stiger kuldenes temperatur og vice versa. Den nemmeste måde at verificere dette ved blanding af væsker: i hverdagen måtte alle, i det mindste i badet, blande varmt og koldt vand for at opnå den krævede temperatur.
Temperaturskalaer
Som du ved, er der flere skalaer for temperaturmåling. Hvordan kan dette forklares, fordi temperaturen er den samme, men på forskellige skalaer helt forskellige?
Sådanne uoverensstemmelser er ikke unikke for temperaturen.Når alt kommer til alt blev den samme vægt i gamle dage målt i pund og pund, og nu i gram og kilogram, det samme med lineære dimensioner: millimeter, meter, tommer, fødder og meget gamle favler og albuer.
En kort historie om udviklingen af temperaturskalaer
Det mest første termometer blev opfundet af den berømte italienske middelalderforsker Galileo Galilei (1564-1642). Enhedens drift var baseret på fænomenet ændringer i volumen af gas under opvarmning og afkøling. Dette termometer manglede en nøjagtig skala, der udtrykte temperaturen i numerisk form, så måleresultatet var meget unøjagtigt.
Mere nøjagtige instrumenter til måling af temperatur blev foreslået af en tysk fysiker Gabriel Fahrenheit (1686-1736), som i 1709 udviklede sig alkoholtermometerog i 1714 kviksølv. Temperaturskalaen blev navngivet til opfinderen Fahrenheit skala.
Det lavere referencepunkt på denne skala (0 ° F) var frysepunktet for saltopløsningen. Det var denne temperatur på det fjerne tidspunkt, der var den laveste, der kunne gengives med tilstrækkelig nøjagtighed. Det højeste punkt var den menneskelige kropstemperatur (96 ° F), "målt under armen af en sund engelskmand."
På det tidspunkt boede Fahrenheit i England, og det var der, han gjorde sine opdagelser. Derfor er Fahrenheit-skalaen i de engelsktalende lande blevet brugt i lang tid, i moderne tid er landene i den engelske kultur også skiftet til Celsius-skalaen. Medicinske termometre i disse lande bruger stadig Fahrenheit-skalaen.
En anden temperaturskala i 1730 blev foreslået af en fransk videnskabsmand Rene Reaumur (1683-1757), som i 1737 blev anerkendt som æresmedlem af St. Petersburg Academy of Sciences. Derfor i Rusland til måling af temperatur begyndte at bruge termometre med Reaumur skala.
Samme som celsius skala, denne skala havde to referencepunkter - isens smeltetemperatur og vandets kogepunkt. En grad af en sådan skala blev opnået ved at dele hele skalaen i 80 dele - grader. Denne skala blev kun brugt i nogle få årtier, hvorefter den blev forældet.
I 1742, en svensk fysiker Anders Celsius (1701-1744) foreslog en kendt decimal temperaturskala. Den bruger de samme referencepunkter som Reaumur, kun skalaen er opdelt jævnt ikke i 80, men i 100 divisioner. En grad på Celsius-skalaen er således 1/100 af forskellen i kogende og frysetemperaturer af vand.
Den seneste temperaturskala blev foreslået af engelskmanden William Thomson (1824-1907), som af videnskabelige fordele i 1866 fik titlen Baron Kelvin. Kelvin skala Det bruges stadig som hovedstandarden for moderne termometri. I denne skala tages absolut nul (−273,15 ° C) som referencepunkt.
I henhold til Kelvins teori ophører enhver termisk bevægelse ved denne temperatur. Ved denne temperatur har alle ledere nul modstand mod elektrisk strøm, superledningsfænomen. En sådan temperatur er endnu ikke nået af nogen, den findes kun teoretisk.
Læs videre i den næste artikel.
Boris Aladyshkin, electro-da.tomathouse.com
Fortsættelse af serien af artikler:
- Temperatursensorer. termistorer
- Temperatursensorer. termoelementer
- Et par flere typer temperatursensorer: halvleder sensorer, sensorer til mikrokontrollere
- Hvordan kan jeg få elektricitet ved hjælp af almindelig husholdningsgas?
Se også på elektrohomepro.com
: