Sıcaklık ölçümü
Teknolojiler

Sıcaklık ölçümü için birçok yöntem geliştirilmiştir. Bunların çoğu, çalışma malzemesinin sıcaklığa göre değişen bazı fiziksel özelliklerinin ölçülmesine dayanmaktadır. Sıcaklığı ölçmek için kullanılan en yaygın cihazlardan biri cam termometredir. Bu, çalışma sıvısı olarak işlev gören cıva veya başka bir sıvı ile dolu bir cam tüpten oluşmaktadır. Sıcaklık artışı sıvının genleşmesine neden olur, bu nedenle sıvının hacmi ölçülerek sıcaklık belirlenmektedir. Bu tür termometreler, genellikle, termometredeki sıvının seviyesini gözlemleyerek sıcaklığı okuyabilecek şekilde kalibre edilmektedir. Pratikte pek kullanılmayan ancak teorik açıdan önemli olan bir başka termometre türü de gaz termometresidir.
Sıcaklığı ölçmek için diğer önemli aletler:
termokupllar
termistörler
Direnç sıcaklık dedektörü (DSD)
Pirometre
Langmuir probları (plazmanın elektron sıcaklığı için)
Kızılötesi termometre
Diğer termometre çeşitleri
Ölçüm cihazının (termometre, termokupl, vb.) gerçekten ölçülen malzeme ile aynı sıcaklıkta olduğundan emin olmak için sıcaklık ölçerken dikkatli olunmalıdır. Bazı koşullar altında, ölçüm cihazından gelen ısı, bir sıcaklık gradyanına neden olabilmektedir. Bu nedenle ölçülen sıcaklık, sistemin gerçek sıcaklığından farklıdır. Böyle bir durumda ölçülen sıcaklık sadece sistemin sıcaklığı ile değil, aynı zamanda sistemin ısı transfer özellikleri ile de değişmektedir.
İnsanların, hayvanların ve bitkilerin yaşadığı termal konfor, bir cam termometrede gösterilen sıcaklıktan daha fazlası ile ilgilidir. Ortam havasındaki bağıl nem seviyeleri, daha fazla veya daha az buharlaşmalı soğutmaya neden olabilmektedir. Yaş termometre sıcaklığının ölçülmesi bu nem etkisini normalleştirir. Ortalama radyan sıcaklık da termal konforu etkileyebilir. Rüzgar soğutma faktörü, bir cam termometre aynı sıcaklığı gösterse bile, rüzgarlı koşullarda havanın sakin koşullardan daha soğuk hissetmesini sağlamaktadır. Hava akışı, vücuttan veya vücuda ısı transfer oranını artırmaktadır. Bu durum, aynı ortam sıcaklığı için vücut sıcaklığında daha büyük bir değişiklikle sonuçlanmaktadır.
Termometrelerin teorik temeli, A, B ve C olmak üzere üç bedeniniz varsa, A ve B aynı sıcaklıkta ve B ve C aynı sıcaklıktaysa, A ve C'nin aynı sıcaklıkta olduğunu varsayan termodinamiğin sıfırıncı yasasıdır. aynı sıcaklıkta. B, elbette, termometredir.
Termometrinin pratik temeli, üçlü nokta hücrelerinin varlığıdır. Üçlü noktalar, örneğin katı, buhar ve sıvı gibi üç fazın aynı anda mevcut olduğu basınç, hacim ve sıcaklık koşullarıdır. Tek bir bileşen için üçlü bir noktada serbestlik derecesi yoktur. Ayrıca, üç değişkendeki herhangi bir değişiklik, hücreden bir veya daha fazla fazın kaybolmasıyla sonuçalanmaktadır. Bu nedenle, üçlü nokta hücreleri, sıcaklık ve basınç için evrensel referanslar olarak kullanılmaktadır.
Bazı koşullar altında, Planck'ın kara cisim ışıması yasasının doğrudan kullanımıyla sıcaklığı ölçmek mümkün hale gelmektedir. Örneğin, kozmik mikrodalga arka plan sıcaklığı, WMAP gibi uydu gözlemleriyle gözlemlenen fotonların spektrumundan ölçülmüştür. Ağır iyon çarpışmaları yoluyla kuark-gluon plazmasının incelenmesinde, tek parçacık spektrumları bazen bir termometre görevi görmektedir.