Реферат Виды термометров

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

РЕФЕРАТ

ВИДЫ ТЕРМОМЕТРОВ

пОДГОТОВИЛ УЧАЩИЙСЯ 12б класса

П-ОВ МАКСИМ

г.Улан-Удэ, 2017 г.

Оглавление:

Введение ……………………………………………………………………..…. 3

Изобретение термометра ……………………………….…..………………….3

Виды термометров

1. Жидкостные ………………………………………………..…………..3

2. Газовые …………………………………………………………….…..3

3. Механические …………………………………………………….……3

4. Оптические ……………………………………………………….…….4

5. Акустические …………………………….……………………...……..4

6. Электронные……………………………………………..…….………4

7. Жидкокристаллические ………………..………………………..……4

8. Магнитные …………………………………………….………………5

9. Шумовые ……………………………………..………………………..5

10. Ядерные квадрупольные …………………………………..………...5

Заключение…………………………………….…………………………………5

Литература ………………………………………………………………………6

Приложение ……………………………………..……………………………….7

Введение

Сегодня нельзя представить жизнь современного человека без термометра. Этот простой прибор используется в различных отраслях человеческой деятельности: на производстве, в искусстве, быту, метеорологии, гидрологии, медицине и т.д. Трудно себе представить, что наши далекие предки обходились без термометра.

Рассмотрим историю изобретения термометра и некоторые его виды.

Изобретение термометра

Термометр (от греч. terme – тепло, metreo – измеряю) – прибор для измерения температуры: воздуха, воды, почвы, тела человека и других физических тел. Древние ученые о температуре тела судили по непосредственному ощущению.

Считают, что изобретателем первого термометра-термоскопа был знаменитый итальянский учёный Галилео Галилей (1597 г.). Термоскоп Галилея (рис. 1) представлял собой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой. Шарик слегка нагревали, и конец трубки опускали в сосуд с водой. Через некоторое время воздух в шарике охлаждался, его давление уменьшалось, и вода под действием атмосферного давления поднималась по трубке вверх на некоторую высоту. В дальнейшем при потеплении, давление воздуха в шарике увеличивалось, и уровень воды в трубке понижался, а при охлаждении – повышался.

При помощи термоскопа можно было судить только об изменении степени нагретости тел: числовых значений температуры он не показывал, поскольку не имел шкалы. Современную форму (запаяв трубку и перевернув её шариком вниз) термометру придал Габриель Даниель Фаренгейт, голландский физик, выдувальщик стекла. А постоянные (реперные) точки – кипящей воды и тающего льда – на шкале термометра разместил шведский астроном и физик Андерс Цельсий в 1742 году.

В настоящее время существуют много видов термометров: цифровые, электронные, инфракрасные, пирометры, биметаллические, дистанционные, электроконтактные, жидкостные, термоэлектрические, газовые, термометры сопротивления и т.д. У каждого термометра – свой принцип действия и своя сфера применения. Рассмотрим некоторые из них.

1. Жидкостные термометры используют тепловое расширение жидкостей (рис.2). В зависимости от температурного диапазона, в котором предстоит служить термометру, его заполняют ртутью, этиловым спиртом или другими жидкостями. Жидкостные термометры, заполненные ртутью, применяют для точных измерений температуры (до десятой доли градуса) в лабораториях. Термометры, заполненные спиртом, применяют в метеорологии для измерения температур ниже –38° (так как при более низкой температуре ртуть отвердевает). Главный недостаток ртутного термометра – ядовитость паров ртути. Поэтому его нельзя разбивать.

2. Газовые термометры используют зависимость давления газа от температуры (рис. 3). То есть, по сути, они являются манометрами, шкалы которых размечены в единицах температуры. Газовые термометры, предназначенные для измерения низких температур делаются из стекла или кварца и наполняются водородом или гелием. Для очень высоких температур газовые термометры делают из сплава платины с родием, выдерживающего высокую температуру, и наполняют азотом. Границы измерений от -253°С до +1500°С.

3. Механические термометры действуют по тому же принципу, что и жидкостные, но в качестве датчика обычно используется спираль из металла или биметалла – двух металлических полосок с разными способностями удлиняться при изменении температуры, скреплённых заклёпками (рис.4). Механические термометры применяют для измерений температуры жидкостей и газов в отопительных и санитарных установках, в системах кондиционирования и вентиляции, а также для измерений температуры сыпучих и вязких сред (например, теста или глазури) в пищевой промышленности.

4. Оптические термометры (пирометры) позволяют регистрировать температуру благодаря изменению светимости или спектра излучения тел (рис.5). Оптические термометры применяют для измерения температуры поверхности объектов в труднодоступных (и жарких) местах.

Это бесконтактный прибор, способный измерять, причем с точностью до нескольких градусов, уровень тепла в широчайшем диапазоне – от 100°С до 3000°С. Чаще всего на практике мы встречаемся с инфракрасными бытовыми термометрами. Такие градусники очень удобны, поскольку позволяют безопасно, быстро и точно определять температуру тела человека.

1. Акустические термометры используют зависимость между температурой какой-либо среды и скоростью распространения в ней звука (рис. 6). Акустические термометры применяют в диагностической медицине, для измерения глубинной температуры тела человека и животных.

2. Электронные термометры работают, используя изменение электропроводности металлических или полупроводниковых датчиков при изменениях температуры (рис. 7). Термометр сопротивления применяют, например, для измерения температуры внутри газовых котлов на теплоэлектростанциях. Датчик термометра на длинной ручке помещают внутрь бушующего в котле голубого пламени сгорающего газа, а корпус термометра держат в руках и видят температуру на табло.

3. Жидкокристаллические термометры создали в новосибирском Академгородке в 1993 году (рис. 8). Они представляют собой тонкую пленку толщиной всего в 20 микрон, изготовленную из особых материалов на основе жидких кристаллов. Чтобы измерить температуру, достаточно приклеить эту пленку на тело - жидкие кристаллы изменяют свой цвет от красного до синего и воспроизводят изображение температурного поля в виде яркой цветной картинки. Такая наглядная картина очень удобна при проведении диагностики внутренних воспалительных очагов, особенно у тяжелобольных, а также у животных. Термоиндикаторы обладают достаточно высокой чувствительностью, могут быть использованы многократно (пленка абсолютно безопасна и нетоксична) и позволяют продемонстрировать температурную картину не только в определенной точке, а по всей поверхности. Кроме медицины и ветеринарии жидкокристаллические термометры можно использовать для измерения температуры на поверхности изделий различной формы, для определения зон перегрева в радио- и электрооборудовании, при исследовании аэродинамического нагрева в самолетостроении, а также для визуализации невидимых инфракрасных и СВЧ-излучений.

4. Магнитные термометры - термометры, принцип действия которого основан на зависимости объемной магнитной восприимчивости вещества от температуры (рис. 9).

5. Шумовые термометры - термометры, принцип действия которого основан на использовании зависимости уровня тепловых шумов резистора от температуры (рис. 10).

6. Ядерные квадрупольные термометры - термометры, принцип действия которого основан на использовании зависимости частоты ядерного квадрупольного резонанса термометрического вещества от температуры (рис. 11).

Заключение

На сегодняшний день имеется большое разнообразие термометров, предназначенных для измерения температур как в широком диапазоне (газовые), так и в узком (жидкокристаллические). Со времен Галилея термометры стали более совершенными и стали применяться в различных областях сферы человека. Сегодня нет ни одного дома, ни одной квартиры, ни одного учреждения без этого очень важного прибора.

Литература:

1. http://www.fizika.ru/fakultat/index.php?id=6210&theme=6

2. http://krepcom.ru/blog/poleznye-sovety/vidy-termometrov/

3. http://kak.znate.ru/docs/index-87999.html

Приложение

Рис.1. Термоскоп Галилея. Рис.2 Жидкостный термометр.

Рис.3 Газовый термометр. Рис. 4. Механический термометр.

Рис.5 . Оптический термометр. Рис. 6. Акустический термометр.

Рис. 7. Электронный термометр. Рис. 8 Жидкокристаллический термометр.

Рис. 9. Магнитный термометр. Рис. 10 Шумовой термометр.

Рис. 11. Ядерный термометр.

9