Какво представляват термометрите и как работят? Изчерпателно ръководство

Термометърът е устройство, което измерва температура или температурен градиент. Термометърът има два важни елемента: температурен сензор (напр. колбата на живачен стъклен термометър), в който настъпва някаква физическа промяна с температурата, плюс някои средства за преобразуване на тази физическа промяна в числова стойност (напр. видимата скала, която се отбелязва върху живачен стъклен термометър).

Каква е сделката с термометрите?

Термометри (най-добрите за пушачи на барбекю прегледани тук) сте инструментите използва се за измерване на температура, което е нивото на топлина или студ на обект или вещество. Те се предлагат в различни типове, но основната функция на всички термометри е да дадат числена стойност, която представлява температурата на обекта или веществото, което се измерва.

Как работят термометрите

Термометрите работят, като измерват промените в енергията, които възникват при промяна на температурата. Най-често срещаният метод е да се използва температурен сензор, който е устройство, което се променя по някакъв начин, когато е изложено на топлина или студ. След това тази промяна се преобразува в цифрова стойност, която се показва на термометъра.

Значението на точността

Точността е решаваща характеристика на всеки термометър. Ако един термометър не е точен, това може да причини много проблеми, особено в сектори, където температурата е критична, като например в областта на медицината. За да се гарантира точността, термометрите са стандартизирани и калибрирани, за да дават правилни показания.

Различните скали, използвани в термометрите

Термометрите могат да използват различни скали за измерване на температурата, но най-често срещаните са Целзий и Фаренхайт. Целзий е скалата, използвана в повечето страни, докато Фаренхайт обикновено се използва в Съединените щати. Друга скала, която е по-рядко срещана, но все още се използва, е Келвин.

Еволюцията на термометрите: от прости инструменти до модерни устройства

През шестнадесети и седемнадесети век са разработени най-ранните термични инструменти. Тези прости инструменти са проектирани да измерват промените в температурата и са конструирани чрез улавяне на въздух в стъклени тръби, като отвореният край на тръбата е потопен в резервоар с вода. Тези отворени термометри бяха наречени термоскопи и бяха първият изобретен вид термометри.

Изобретяването на термометъра

Изобретателят на термометъра е тема на дебат сред учените. На Галилео Галилей, Санторио Санторио и Корнелиус Дреббел се приписва изобретяването на термометъра. Въпреки това, Галилей е този, който експериментира с дизайни и произвежда първия запечатан термометър. Неговият уникален дизайн използва една крушка, пълна с въздух, и частично пълен контейнер с вода. С промяната на температурата въздухът в колбата се разширява или свива, което води до повишаване или спадане на нивото на водата. Термометърът на Галилео не е стандартизиран и индивидуалните показания могат да варират.

Оцелялата илюстрация на първия термометър

Най-ранната оцеляла илюстрация на термометър е направена от Херо от Александрия през първи век сл. Хр. Неговият дизайн използва стъклена тръба, пълна с вода и обърната в съд с вода. С промяната на температурата нивото на водата в тръбата се повишава или пада, което показва температурата.

Приносът на Великия херцог на Тоскана

Великият херцог на Тоскана, Фердинанд II, допринесе за разработването на затворени термометри. Използването на алкохол вместо вода позволява по-чувствително измерване на температурата и възможност за измерване на по-ниски точки.

Ролята на стъклото в термометрите

Стъклото е изиграло решаваща роля в развитието на термометрите. Способността му да улавя въздух и да позволява разширяване и свиване на колбата го прави идеален материал за конструиране на термометър. Стъклените тръби все още се използват в съвременните термометри, въпреки че електронните и дигитално устройствата до голяма степен замениха необходимостта от стъклени крушки.

Значението на измерването на температурата

Измерването на температурата е от решаващо значение в редица индустрии, включително медицина, производство на храни и производство. Точното измерване на температурата може да помогне за гарантиране на безопасността и качеството на продуктите и процесите. Еволюцията на термометрите позволи по-голяма точност при измерване на температурата и изигра жизненоважна роля в напредъка на науката и технологиите.

Приложения на термометър: Отвъд измерване на температура

Термометрите не се ограничават до измерване на температурата при готвене и печене. Те имат широк спектър от приложения, включително:

• Определяне на телесната температура
• Измерване на температурата на течности, твърди вещества и газове
• Записване на температурни промени в научни изследвания
• Следене на вътрешната температура на месото по време на обработка
• Измерване на съдържанието на захар в храните
• Посочване на относителната влажност на въздуха

Използване на различни методи и материали

Термометрите се предлагат в различни видове, класифицирани според техниките и материалите, използвани в конструкцията им. Някои от най-популярните видове включват:

• Традиционни течни термометри
• Електронни термометри със сензори, които преобразуват температурните промени в електрически сигнали
• Оптични термометри, които използват светлина за измерване на температурни промени
• По-малки термометри с фиксирана скала, които са калибрирани за определен температурен диапазон

Важен в научните изследвания

Термометрите са критични инструменти в научните изследвания, където точността и прецизността са от съществено значение. Те се използват за измерване на температурни промени в различни материали, включително течности, твърди вещества и газове. Термометрите се използват и за определяне на точките на кипене и замръзване на веществата и за наблюдение на температурните промени по време на химични реакции.

Популярни в готвенето и обработката на храни

Термометрите обикновено се използват при готвене и обработка на храни, за да се гарантира, че храната се сервира при правилната температура и за предотвратяване на болести, причинени от храна. Някои от най-популярните употреби на термометри в готвенето и обработката на храни включват:

• Измерване на вътрешната температура на месото, за да се гарантира, че е сготвено до безопасна температура
• Записване на температурата на горещите храни, за да се гарантира, че се съхраняват при безопасна температура
• Измерване на съдържанието на захар в храните, за да се определи правилното количество захар за добавяне към рецепта
• Следене на температурата на храната по време на обработката, за да се гарантира, че е приготвена равномерно и старателно

Нови и модерни употреби

Термометрите намират нови и модерни приложения в различни индустрии, включително здравеопазване, енергетика и производство. Някои от най-иновативните приложения на термометрите включват:

• Използване на термометри за наблюдение на температурата на електроцентрали и други енергийни съоръжения
• Използване на термометри за наблюдение на температурата на материалите по време на производствените процеси
• Използване на термометри за следене на телесната температура по време на медицински процедури

Течни термометри: Измерване на температура с класически уред

Течните термометри са устройства, които измерват температурните промени с помощта на течно съединение, като живак или алкохол, което се разширява или свива, когато е изложено на топлина или студ. Устройството се състои от стъклена тръба, съдържаща течността, и колба на дъното, която е пълна със същата течност. Докато течността в крушката се разширява или свива, тя се движи нагоре или надолу по тръбата, която е маркирана със стандартна скала за отчитане на температурата.

Употреби и приложения на течни термометри

Течните термометри се използват от поколения в различни настройки, включително:

• Домакинство: Използва се за измерване на телесна температура, треска и проследяване на базалната телесна температура.
• Медицински: Използва се в болници и клиники за грижа и диагностика на пациенти.
• Индустриален: Използва се в лабораторни, образователни и търговски настройки за измерване на температура в тръбопроводи, резервоари и вани.
• Месо: Използва се при готвене за определяне на вътрешната температура на месото за безопасност на храните.
• Образователни: Използва се в часовете по природни науки за преподаване на термично разширение и измерване на температура.

Ограничения и изхвърляне на течни термометри

Въпреки че течните термометри са обичайно и полезно устройство за измерване на температурни промени, има определени ограничения и разпоредби, които се прилагат за тяхната употреба и изхвърляне. Някои ключови точки, които трябва да имате предвид, включват:

• Живачните термометри вече не са подходящи за изхвърляне в много държави поради възможността за отделяне на живак по време на почистване или изхвърляне.
• ASTM е установила стандарти за производство и използване на течни термометри, за да гарантира точност и безопасност.
• Течните термометри, съдържащи киселина или кръв, се считат за отпадъци, свързани с устройството, и трябва да се изхвърлят в съответствие със специфичните разпоредби.
• Счупването на течен термометър може да бъде опасно поради възможността за освобождаване на химикали и трябва да се борави внимателно.

Универсалният термометър с циферблат: богат избор от опции за всяко приложение

Термометрите с циферблат се предлагат в различни размери, циферблати и видове свързване, което ги прави универсален инструмент за много различни области. Те са проектирани да бъдат лесни за четене и използване, с ясна видимост на температурната скала. Някои допълнителни функции включват:

• Двойни диапазони за допълнителна гъвкавост
• Регулируеми стебла за наклон или ъгъл
• Херметически затворени глави за допълнителна точност
• Биметална конструкция за допълнителна издръжливост
• Конструкция от неръждаема стомана за допълнителна здравина
• NPT връзки за лесен монтаж
• Широки температурни диапазони за използване в горещи или студени приложения
• Опции за отдалечено местоположение с помощта на капилярни тръби
• Опции с джобен размер за лесно съхранение и транспорт

Препоръчителни употреби

Циферблатните термометри са идеални за измерване на температурата на вода, храна, резервоари, компост и много други приложения. Използват се предимно в строителството и машиностроенето, както и в хранително-вкусовата промишленост. Някои препоръчителни употреби включват:

• Измерване на температурата на бойлери за топла вода
• Следене на температурата на храната по време на готвене или съхранение
• Измерване на температурата на компостни купчини
• Следене на температурата на машини и съоръжения

Инсталиране и свързване

Циферблатните термометри се предлагат в различни размери и видове свързване, което ги прави лесни за инсталиране във всяко приложение. Някои често срещани типове връзки включват:

• Повърхностен монтаж
• Санитарен монтаж
• Резбова връзка

При избора на циферблатен термометър е важно да вземете предвид наличните опции за монтаж и свързване. Някои елементи, които трябва да имате предвид, включват:

• Диаметърът на стъблото
• Дължината на стъблото
• Видът на връзката
• Рейтинг на точност

Електронни термометри: електрически точен начин за измерване на температура

Предлагат се няколко модела електронни термометри, всеки от които е предназначен за специфични цели. Някои от най-често срещаните видове включват:

• Орални термометри: използвани за измерване на температурата в устата
• Аксиларни термометри: използват се за измерване на температурата под мишницата
• Ректални термометри: използвани за измерване на температурата вътре в ректума
• Ушни термометри: използвани за измерване на температурата вътре в ушния канал
• Термометри за чело: използват се за измерване на температурата на челото

Записване на температура с електронни термометри

Електронните термометри са чудесни за записване на точни показания на температурата. Те са предназначени за измерване на температурата на горещи или студени предмети и могат да се използват за измерване на температурата на вода, въздух и други вещества. За да използвате електронен термометър, изпълнете следните стъпки:
1. Включете термометъра и изчакайте да издаде звуков сигнал или сигнал, че е готов.
2. Поставете сондата в веществото, на което искате да измерите температурата.
3. Изчакайте отчитането на температурата да се стабилизира.
4. Прочетете температурата на цифровия екран.

Как работят термометрите за месо: Науката зад измерването на температурата

Когато става въпрос за измерване на температурата на месото, сондата е звездата на шоуто. Този тънък метален прът се вкарва в месото и измерва вътрешната му температура. Но как работи? Ето разбивка:

• Сондата съдържа резистор, малък компонент, който измерва съпротивлението на електрическия поток.
• Резисторът е направен от полупроводников материал, което означава, че съпротивлението му се променя при промяна на температурата.
• Когато сондата се вкара в месото, топлината кара метала да се разширява, което от своя страна променя съпротивлението на резистора.
• Термометърът измерва съпротивлението на резистора и използва тази информация, за да изчисли температурата на месото.

Дисплеят: Как термометрите за месо показват показанията на температурата

След като термометърът изчисли температурата на месото, той трябва да покаже тази информация по начин, който е лесен за четене. Ето как работи:

• Термометърът има малък компютърен чип, който обработва информацията от сондата.
• Чипът преобразува измерването на съпротивлението в показание на температурата, обикновено в градуси по Фаренхайт или Целзий.
• След това термометърът показва това показание на малък екран или циферблат.

Защо термометрите за месо са важни за безопасното готвене

Термометрите за месо са основен инструмент за всеки, който иска да готви месо безопасно и да избегне болести, причинени от храна. Ето защо:

• Различните меса изискват различни температури на готвене, за да бъдат безопасни за консумация. Например, пилето трябва да се сготви до вътрешна температура от 165°F, за да убие вредните бактерии.
• Без термометър за месо е трудно да разберете дали месото е било сготвено до правилната температура.
• С помощта на термометър за месо можете да сте сигурни, че вашето месо е безопасно за консумация, без да го преварявате и да го правите сухо и жилаво.

Ето го – науката зад това как работят термометрите за месо. Независимо дали сте професионален готвач или домашен готвач, добрият термометър за месо е основен инструмент, който гарантира, че храната ви е приготвена безопасно и вкусно.

Как да използвате термометър за опушване на барбекю като професионалист

Термометърът за опушване на барбекю е инструмент, който измерва вътрешната температура на храната, докато се готви. Той използва метална лента, която е чувствителна към топлина и се разширява, когато е изложена на нея. Това разширение задейства движение, което премества циферблата за температура, за да покаже колко е горещо в опушвача за барбекю.

Ползите от използването на термометър за опушване на барбекю

Използването на термометър за опушване на барбекю има няколко предимства, включително:

• Предотвратяване на преваряване или недостатъчно приготвяне на храната.
• Позволява ви да контролирате по-точно температурата на опушвача за барбекю.
• Знаете кога храната е готова, без да се налага да я режете.
• Осигуряване на стандарт за отчитане и измерване на температурата на храната.
• Запознаване с вътрешната температура на различни видове храни, като свинско, говеждо и птиче месо.
• Уверете се, че храната е безопасна за консумация чрез измерване на вътрешната температура, за да се предотвратят болести, причинени от храна.

Заключение

Ето как работят термометрите и за какво се използват. Те са полезен инструмент за измерване на температура, особено в областта на медицината. Вече трябва да знаете как да изберете правилния за вашите нужди. Така че, продължете и вземете един за себе си!

Йост Нуселдер, основателят на Lakeside Smokers, е търговец на съдържание, баща и обича да изпробва нова храна с пушенето на барбекю (и японска храна!) в основата на своята страст и заедно с екипа си той създава задълбочени статии в блогове от 2016, за да помогне на лоялните читатели с рецепти и готварски съвети.