E-Okul Bilgi

Sıcaklığın Ölçülmesi ve Termometreler (Fen ve Teknoloji Performans Ödevi)

Sıcaklığın Ölçülmesi ve Termometreler


1- Sıcaklığın Ölçülmesi ve Termometreler :

Sıcaklık ölçmek için kullanılan araçlara termometre denir ve sıcaklık birimi derecedir.

Termometreler, maddelerin sıcaklık derecelerini sayı ile belirten araçlardır.

Termometreler, sıcaklığı ölçülen maddelerin taneciklerinin kinetik enerjileri hakkında bilgi verir.

Farklı iki maddenin sıcaklığı ölçüldüğünde termometreden okunan değerler, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin hangi maddede fazla olduğunu belirtir.

• Termometreler, ısıtılan maddelerin hacimlerinin artması (genleşmesi), soğutulan maddelerin hacimlerinin azalması (büzülmesi) esasına (prensibine) göre çalışırlar.

• Termometrelerde maddenin hacminde (boyutunda) olan değişim, sıcaklığında olan değişimi gösterir.

• Termometrelerde sabit olan iki nokta (sıcaklık) vardır. Bunlardan biri suyun donma noktası (sıcaklığı), diğeri de suyun kaynama noktasıdır (sıcaklığıdır). (76 cm–Hg’da).

2- Termometrenin Duyarlılığı :

Küçük sıcaklık değişimlerinden etkilenen termometrelerin duyarlılığı daha fazladır.

Bunun için termometrenin haznesinde daha fazla sıvı ve sıcaklıkla daha çok genleşen sıvı olmalıdır.

Termometrelerde genelde cıvanın tercih edilmesinin nedeni budur.

Ayrıca kullanılan kılcal boru dar olmalı ki genleşen sıvının hareketi rahat gözlenebilsin.

Yerçekimi kuvvetinin sıfır olduğu bir yerde termometre çalışır. Çünkü genleşme yerçekimine bağlı değildir.

3- Kullanılan Maddenin Cinsine Göre Termometreler :
Katı, sıvı ve gaz halindeki maddelerden kullanım amacına göre çeşitli termometreler yapılmıştır.

Termometrelerde kullanılan maddelerin genleşme özelliği, sıcaklıkla doğru orantılı olmalıdır.

Günümüzde yaygın olarak sıvılı ve metal termometreler kullanılmaktadır. (Basınç, renk, direnç gibi özelliklerdeki değişiklikler de termometrelerin hazırlanmasında kullanılan özelliklerdir).

a) Sıvılı Termometreler :

Sıvılı termometrelerde sıvı konan bir hazne ve bu hazneye bağlı ince boru bulunur.

Sıvılı termometrelerde cıva, alkol, ispirto gibi sıvılar kullanılır ve termometrenin haznesi bu sıvılarla doldurulur.
(Kullanılan sıvı cıva ise cıvalı, alkol ise alkollü termometre adını alır).

Termometre haznesi bir maddeye temas ettiğinde veya daldırıldığında maddenin tanecikleri termometrenin haznesinin camına çarpar ve önce madde ve cam arasında daha sonra da cam ve sıvı arasında enerji aktarımı yani ısı alışverişi gerçekleşir.

Enerji aktarımı sonucu sıvı taneciklerinin hareket enerjileri artarsa tanecikler daha hızlı hareket eder ve aralarındaki boşluk artar yani sıvı genleşir ve hazneye bağlı cam boruda sıvı seviyesi yükselir.

Enerji aktarımı sonucu sıvı taneciklerinin hareket enerjileri azalırsa tanecikler daha yavaş hareket eder ve aralarındaki boşluk azalır yani sıvı büzülür ve hazneye bağlı cam boruda sıvı seviyesi düşer.

Termometreden okunan değer, termometrelerin temas ettiği maddenin taneciklerinin sıcaklığını yani ortalama kinetik enerjisini gösterir.

Sıvılı termometreler kullanıldığı yere göre yere göre çeşitli isimler alır. (Duvar termometresi, laboratuar termometresi, hasta termometresi gibi).

b) Metal Termometreler :

Cıvalı ve alkollü termometreler ile ölçülemeyen sıcaklık değerlerini ölçmek için metal termometreler kullanılır. Metal termometreler 1600oC sıcaklığa kadar olan yüksek sıcaklıkları ölçebilir. Fabrika ve fırınlarda bu tür termometreler kullanılır.

4- Bölmelerine Göre Termometreler :

Farklı bilim adamları sıcaklığı ölçmek için farklı termometreler yapmışlardır. Termometreler, aynı sıcaklığı ölçerler. Fakat ölçtükleri sıcaklığı ifade etmek için farklı rakam ve birim kullanırlar.

a) Celcius (Santigrat) Termometresi :

Suyun kaynama sıcaklığını 1000, donma sıcaklığını 00 kabul eder ve sıcaklığı Santigrat derece (oC) cinsinden ölçer. oC sıcaklığı t ile de gösterilir.

(1 atmosferlik basınç altında içinde cıva bulunan her iki ucu kapalı ince bir boru, suyun donma noktasının 0, kaynama noktasının 100 ile gösterilmesi ve bu aralığın 100 eşit parçaya bölünmesiyle oluşur).
(1742)

b) Fahrenheit Termometresi :
Suyun kaynama sıcaklığını 2120, donma sıcaklığını 320 kabul eder ve sıcaklığı Fahrenheit derece (0F) cinsinden ölçer.
(1727)

c) Reomür Termometresi :
Suyun kaynama sıcaklığını 800, donma sıcaklığını 00 kabul eder ve sıcaklığı Reomür derece (0R) cinsinden ölçer.

d) Kelvin Termometresi :
Suyun kaynama sıcaklığını 3730, donma sıcaklığını 2730 kabul eder ve sıcaklığı Kelvin derece (0K) cinsinden ölçer. 0K sıcaklığı T ile de gösterilir.

NOT :

1- Cıva –39oC’ ta donar, 357oC’de kaynar. Bu nedenle cıvalı termometreler ile –39oC
ile 357 oC arasındaki sıcaklık değerleri ölçülebilir.

2- Çok soğuk kış günlerinde cıvalı termometreler kullanılmaz. Bunun yerine donma sıcaklığı daha düşük olan alkollü termometreler kullanılır. Çünkü alkol yaklaşık olarak –115 oC’de donar.

3- Deniz seviyesinde kaynamakta olan suyun sıcaklığını alkollü termometre ile ölçülmez. Çünkü deniz seviyesinde su 100oC’de kaynar. Alkolün kaynama noktası 78oC olduğundan yeterli olmaz.

4- Alkollü termometreler kutuplarda kullanılır. Ancak kılcal boru içindeki sıvının iyi görülmesi için kırmızı, mavi, sarı gibi renkli boya maddeleri ile boyanması gerekir.