Що таке термометри і як вони працюють? Вичерпний посібник

Термометр - це прилад для вимірювання температура або температурний градієнт. Термометр має два важливі елементи: датчик температури (наприклад, колба на ртутно-скляному термометрі), в якому відбуваються деякі фізичні зміни з температурою, а також деякі засоби перетворення цієї фізичної зміни в числове значення (наприклад, видима шкала, яка позначка на скляному ртутному термометрі).

Яка справа з термометрами?

Термометри (найкращі для любителів барбекю, переглянуто тут) він має інструменти використовується для вимірювання температури, яка є рівнем тепла або холоду предмета або речовини. Вони бувають різних типів, але основна функція всіх термометрів — дати числове значення, яке представляє температуру об’єкта або речовини, що вимірюється.

Як працюють термометри

Термометри працюють, вимірюючи зміни енергії, які відбуваються при зміні температури. Найпоширенішим методом є використання датчика температури, тобто пристрою, який певним чином змінюється під час впливу тепла чи холоду. Ця зміна потім перетворюється на числове значення, яке відображається на термометрі.

Важливість точності

Точність є важливою характеристикою будь-якого термометра. Якщо термометр неточний, це може спричинити багато проблем, особливо в секторах, де температура є критичною, наприклад, у медичній сфері. Щоб забезпечити точність, термометри стандартизовані та відкалібровані, щоб давати правильні показання.

Різні шкали, що використовуються в термометрах

Термометри можуть використовувати різні шкали для вимірювання температури, але найпоширенішими є шкали Цельсія та Фаренгейта. Цельсій – це шкала, яка використовується в більшості країн, а Фаренгейт – зазвичай у Сполучених Штатах. Ще одна менш поширена, але все ще використовується шкала Кельвіна.

Еволюція термометрів: від простих інструментів до сучасних приладів

Протягом шістнадцятого та сімнадцятого століть були розроблені найперші теплові інструменти. Ці прості інструменти були розроблені для вимірювання змін температури і були сконструйовані шляхом захоплення повітря в скляні трубки, відкритий кінець трубки занурений у резервуар з водою. Ці відкриті термометри були названі термоскопами і були першим винайденим типом термометрів.

Винахід термометра

Винахідник термометра є предметом суперечок серед вчених. Галілео Галілею, Санторіо Санторіо та Корнеліусу Дреббелю приписують винахід термометра. Однак саме Галілей експериментував із дизайном і створив перший герметичний термометр. Його унікальний дизайн використовував одну колбу, наповнену повітрям, і частково заповнену ємність з водою. Коли температура змінювалася, повітря в колбі розширювалося або стискалося, в результаті чого рівень води піднімався або опускався. Термометр Галілея не був стандартизований, і індивідуальні показання могли відрізнятися.

Збережена ілюстрація першого термометра

Найдавнішу збережену ілюстрацію термометра створив Герой Олександрійський у першому столітті нашої ери. Його конструкція використовувала скляну трубку, наповнену водою і перевернуту в контейнері з водою. У міру зміни температури рівень води в трубі піднімався або опускався, вказуючи на температуру.

Контрибуція великого герцога Тосканського

Великий герцог Тоскани Фердинанд II зіграв важливу роль у розробці закритих термометрів. Його використання спирту замість води дозволило більш чутливо вимірювати температуру та мати можливість вимірювати нижчі точки.

Роль скла в термометрах

Скло зіграло вирішальну роль у розробці термометрів. Його здатність затримувати повітря та сприяти розширенню та звуженню колби зробила його ідеальним матеріалом для виготовлення термометра. Скляні трубки досі використовуються в сучасних термометрах, хоча в електронних і цифровий пристрої значною мірою замінили потребу у скляних колбах.

Важливість вимірювання температури

Вимірювання температури має вирішальне значення в ряді галузей промисловості, включаючи медицину, виробництво продуктів харчування та промисловість. Точне вимірювання температури може допомогти забезпечити безпеку та якість продуктів і процесів. Еволюція термометрів дозволила підвищити точність вимірювання температури та відіграла важливу роль у розвитку науки й техніки.

Застосування термометра: не тільки вимірювання температури

Термометри не обмежуються вимірюванням температури під час приготування їжі та випічки. Вони мають широкий спектр використання, зокрема:

• Визначення температури тіла
• Вимірювання температури рідин, твердих тіл і газів
• Запис зміни температури в наукових дослідженнях
• Контроль внутрішньої температури м'яса під час обробки
• Вимірювання вмісту цукру в харчових продуктах
• Визначення відносної вологості повітря

Використання різних методів і матеріалів

Термометри бувають різних типів, класифікованих відповідно до техніки та матеріалів, використаних у їх виготовленні. Деякі з найпопулярніших типів включають:

• Традиційні рідинні термометри
• Електронні термометри з датчиками, які перетворюють зміни температури в електричні сигнали
• Волоконно-оптичні термометри, які використовують світло для вимірювання змін температури
• Менші термометри з фіксованою шкалою, які відкалібровані до певного діапазону температур

Важливо в наукових дослідженнях

Термометри є критично важливими інструментами в наукових дослідженнях, де точність і точність є важливими. Вони використовуються для вимірювання змін температури в різноманітних матеріалах, включаючи рідини, тверді тіла та гази. Термометри використовують також для визначення температур кипіння і замерзання речовин і спостереження за зміною температури під час хімічних реакцій.

Популярний у кулінарії та харчовій промисловості

Термометри зазвичай використовуються в кулінарії та переробці харчових продуктів, щоб гарантувати, що їжа подається при належній температурі, і для запобігання хворобам, що передаються через їжу. Деякі з найпопулярніших застосувань термометрів у кулінарії та переробці їжі включають:

• Вимірювання внутрішньої температури м’яса, щоб переконатися, що воно готується до безпечної температури
• Запис температури гарячої їжі, щоб переконатися, що вона зберігається при безпечній температурі
• Вимірювання вмісту цукру в продуктах для визначення належної кількості цукру для додавання в рецепт
• Контроль температури їжі під час обробки, щоб забезпечити рівномірне та ретельне приготування

Нове та сучасне використання

Термометри знаходять нові та сучасні застосування в різних галузях промисловості, включаючи охорону здоров’я, енергетику та виробництво. Деякі з найбільш інноваційних застосувань термометрів включають:

• Використання термометрів для контролю температури електростанцій та інших енергетичних об’єктів
• Використання термометрів для контролю температури матеріалів під час виробничих процесів
• Використання термометрів для контролю температури тіла під час лікувальних процедур

Рідинні термометри: вимірювання температури класичним приладом

Рідинні термометри — це пристрої, які вимірюють зміни температури за допомогою рідкої сполуки, наприклад ртуті або спирту, яка розширюється або стискається під дією тепла чи холоду. Пристрій складається зі скляної трубки, в якій міститься рідина, і колби в нижній частині, наповненої цією ж рідиною. Коли рідина в колбі розширюється або стискається, вона рухається вгору або вниз по трубці, яка позначена стандартною шкалою для вимірювання температури.

Використання та застосування рідинних термометрів

Рідинні термометри використовувалися поколіннями в різних ситуаціях, зокрема:

• Домогосподарство: використовується для вимірювання температури тіла, лихоманки та відстеження базальної температури тіла.
• Медицина: використовується в лікарнях і клініках для догляду за пацієнтами та діагностики.
• Промисловість: використовується в лабораторіях, освітніх установах і на продажах для вимірювання температури в трубопроводах, резервуарах і чанах.
• М’ясо: використовується в кулінарії для визначення внутрішньої температури м’яса з метою безпеки харчових продуктів.
• Освітній: Використовується на уроках природничих наук для вивчення теплового розширення та вимірювання температури.

Обмеження та утилізація рідинних термометрів

Хоча рідинні термометри є поширеним і корисним пристроєм для вимірювання змін температури, існують певні обмеження та правила, які стосуються їх використання та утилізації. Деякі ключові моменти, про які слід пам’ятати, включають:

• У багатьох штатах ртутні термометри більше не придатні для утилізації через можливість викиду ртуті під час очищення або утилізації.
• ASTM встановив стандарти для виробництва та використання рідинних термометрів для забезпечення точності та безпеки.
• Рідкі термометри, що містять кислоту або кров, вважаються відходами, пов’язаними з пристроєм, і їх необхідно утилізувати відповідно до спеціальних правил.
• Розбиття рідинного термометра може бути небезпечним через можливість викиду хімічних речовин, тому з ним слід поводитися обережно.

Універсальний циферблатний термометр: широкий вибір опцій для будь-якого застосування

Циферблатні термометри бувають різних розмірів, циферблатів і типів підключення, що робить їх універсальним інструментом для багатьох різних галузей. Вони розроблені таким чином, щоб їх було легко читати та використовувати, з чітким оглядом температурної шкали. Деякі додаткові функції включають:

• Подвійні діапазони для додаткової універсальності
• Регульовані ніжки для нахилу або кута
• Герметично закриті головки для додаткової точності
• Біметалева конструкція для додаткової міцності
• Конструкція з нержавіючої сталі для додаткової міцності
• З'єднання NPT для легкої установки
• Широкий діапазон температур для використання в гарячих або холодних умовах
• Варіанти віддаленого розташування за допомогою капілярної трубки
• Варіанти кишенькового розміру для зручного зберігання та транспортування

Рекомендоване використання

Циферблатні термометри ідеально підходять для вимірювання температури води, їжі, резервуарів, компосту та багатьох інших застосувань. В основному їх використовують у будівництві та машинобудуванні, а також у харчовій промисловості. Деякі рекомендовані способи використання включають:

• Вимірювання температури баків гарячої води
• Контроль температури їжі під час приготування або зберігання
• Вимірювання температури компостних куп
• Контроль температурного режиму машин і обладнання

Встановлення та підключення

Термометри з циферблатом бувають різних розмірів і типів підключення, що робить їх легкими для встановлення в будь-якому застосуванні. Серед поширених типів підключення:

• Поверхневе кріплення
• Сантехнічне кріплення
• Різьбове з'єднання

Вибираючи циферблатний термометр, важливо враховувати можливі варіанти установки та підключення. Деякі елементи, які слід розглянути, включають:

• Діаметр стебла
• Довжина стебла
• Тип підключення
• Рейтинг точності

Електронні термометри: електрично точний спосіб вимірювання температури

Існує кілька моделей електронних термометрів, кожна з яких призначена для певних цілей. Деякі з найпоширеніших типів включають:

• Ротові термометри: використовуються для вимірювання температури всередині рота
• Пахвові термометри: використовуються для вимірювання температури під пахвою
• Ректальні термометри: використовуються для вимірювання температури всередині прямої кишки
• Вушні термометри: використовуються для вимірювання температури всередині слухового проходу
• Лобні термометри: використовуються для вимірювання температури на лобі

Запис температури за допомогою електронних термометрів

Електронні термометри чудово підходять для точного вимірювання температури. Вони призначені для вимірювання температури гарячих або холодних об'єктів і можуть використовуватися для вимірювання температури води, повітря та інших речовин. Щоб використовувати електронний термометр, виконайте такі дії:
1. Увімкніть термометр і дочекайтеся звукового сигналу або сигналу про готовність.
2. Помістіть зонд у речовину, температуру якої потрібно виміряти.
3. Зачекайте, поки показання температури стабілізуються.
4. Зчитайте температуру на цифровому екрані.

Як працюють термометри для м’яса: наука, що стоїть за вимірюванням температури

Коли справа доходить до вимірювання температури м'яса, зонд є зіркою шоу. Цей тонкий металевий стрижень вставляється в м’ясо і вимірює його внутрішню температуру. Але як це працює? Ось розбивка:

• Зонд містить резистор, невеликий компонент, який вимірює опір електричному потоку.
• Резистор виготовлено з напівпровідникового матеріалу, тобто його опір змінюється зі зміною температури.
• Коли зонд вставляється в м’ясо, тепло викликає розширення металу, що, у свою чергу, змінює опір резистора.
• Термометр вимірює опір резистора та використовує цю інформацію для обчислення температури м’яса.

Дисплей: як термометр для м'яса показує температуру

Після того, як термометр обчислить температуру м’яса, він повинен відобразити цю інформацію так, щоб її було легко читати. Ось як це працює:

• Термометр має невеликий комп'ютерний чіп, який обробляє інформацію від датчика.
• Мікросхема перетворює вимірювання опору в показання температури, зазвичай у градусах Фаренгейта або Цельсія.
• Потім термометр відображає це показання на маленькому екрані або циферблаті.

Чому термометри для м’яса важливі для безпечного приготування їжі

Термометри для м’яса є необхідним інструментом для тих, хто хоче безпечно готувати м’ясо та уникнути захворювань, що передаються через їжу. Ось чому:

• Для безпечного споживання різного м’яса потрібні різні температури приготування. Наприклад, курку потрібно приготувати до внутрішньої температури 165°F, щоб знищити шкідливі бактерії.
• Без термометра для м’яса важко визначити, чи було м’ясо приготоване до правильної температури.
• Використовуючи термометр для м’яса, ви можете бути впевнені, що ваше м’ясо безпечне для споживання, не переварюючи його та не роблячи сухим і жорстким.

Ось і все – наука про те, як працюють термометри для м’яса. Незалежно від того, чи ви професійний шеф-кухар, чи домашній кухар, хороший термометр для м’яса є важливим інструментом для того, щоб ваша їжа була приготовлена ​​безпечно та смачно.

Як професійно користуватися термометром для копчення барбекю

Термометр для копчення барбекю – це інструмент, який вимірює внутрішню температуру їжі під час її приготування. У ньому використовується металева стрічка, яка чутлива до тепла та розширюється під впливом тепла. Це розширення викликає рух, який переміщує циферблат температури, щоб показати, наскільки гаряче всередині коптильні барбекю.

Переваги використання термометра для копчення барбекю

Використання термометра для копчення барбекю має кілька переваг, зокрема:

• Запобігання переварювання або недостатнього приготування їжі.
• Дозволяє точніше контролювати температуру коптильні барбекю.
• Знаючи, коли їжа готова, не нарізаючи її.
• Забезпечення стандарту для реєстрації та вимірювання температури їжі.
• Ознайомлення з внутрішньою температурою різних видів їжі, наприклад свинини, яловичини та птиці.
• Переконайтеся, що їжа безпечна для вживання, вимірявши внутрішню температуру, щоб запобігти захворюванням харчового походження.

Висновок

Отже, ось як термометри працюють і для чого вони використовуються. Вони є корисним інструментом для вимірювання температури, особливо в медичній сфері. Тепер ви повинні знати, як вибрати правильний для ваших потреб. Отже, продовжуйте та придбайте один для себе!

Joost Nusselder, засновник Lakeside Smokers-маркетолог контенту, тато і любить пробувати нову їжу з курінням барбекю (та японською кухнею!) У центрі його пристрасті, і разом зі своєю командою він створює глибокі статті в блозі з того часу 2016, щоб допомогти вірним читачам з рецептами та кулінарними порадами.