Для измерения температуры используют термометры, жидкостные типы которых в обиходе называются градусник, хотя градус это не единственная единица измерения нагрева тел или сред (есть еще Кельвин и Фаренгейт). Хотя такой прибор довольно распространен, не все знают принцип его работы. На примере медицинского ртутного термометра приведенного на рисунке снизу, расскажем, как устроен градусник и опишем его работу.

Термометр состоит из следующих деталей:

Колба с жидкостью (поз.1).

С колбой соединяется герметически запаянная прозрачная (чаще всего стеклянная) трубка (поз. 3), из которой удален воздух.

Жидкость, которой заполнена колба, также частично находится и в трубке (поз. 2).

Корпус из прозрачного материала (поз. 6) предназначенный для сборки всех деталей термометра в единое и их защиты. В случае медицинского градусника он тоже выполнен из стекла. Причем, колба может быть единым целым с корпусом, но между ней и окружающей средой не бывает пространства, заполненного воздухом, которое снижает точность прибора из-за теплоизоляционных свойств. К герметичности корпуса требований не предъявляется.

Шкала термометра (поз. 4) выполняется из бумаги, пластика либо керамики. На ней наносятся деления и цифры (поз. 5), по которым считываются показания. Шкала крепится к трубке, а ее положение выставляется при тарировке или поверке термометра.

Как устроен градусник?

Объясняется то, как устроен градусник, на законе теплового расширения тел и жидкостей. В колбе находится жидкость с большим коэффициентом температурного расширения. В данном случае это ртуть, но чаще используют не опасные для здоровья спирты или подобные им вещества, глицерин в которые дополнительно вводят краситель. Нагреваясь в колбе, жидкость устремляется вверх по трубке термометра. Увеличение ее объема не сдерживает атмосферное давление и сопротивление сжимаемого воздуха, так как он откачан из трубки, а сама она герметична. Объем пространства внутри трубки (поз. 3) значительно меньше, чем объем жидкости в колбе (поз. 1) то ее столб перемещается на значительное расстояние.

По высоте столба жидкости считываются показания на шкале (поз. 5). При уменьшении температуры нагрева колбы, процесс проходит в обратном порядке, и высота столба жидкости также становится меньше. Кстати то, как устроен градусник, изучается в школьном курсе физики.

Цифровой градусник: современно и безопасно

Стоит также отметить, что существуют и другие типы градусников, которые пользуются большим успехом. В них используются принципы изменения электрического сопротивления материалов, либо формы биметаллических пластин от температуры. Такие приборы состоят из датчиков, электрических или механических преобразователей их сигнала и устройств индикации.

Напишите, пожалуйста, в комментариях понравилась вам статья или нет?

Термометр представляет собой специальный прибор, предназначенный для измерений текущей температуры конкретной среды при контакте с ней.

В зависимости от вида и конструкции, он позволяет определить температурный режим воздуха, человеческого тела, почвы, воды и так далее.

Современные термометры подразделяются на несколько видов. Градация приборов в зависимости от сферы применения выглядит так:

  • бытовые;
  • технические;
  • исследовательские;
  • метеорологические и другие.

Также термометры бывают:

  • механические;
  • жидкостные;
  • электронные;
  • термоэлектрические;
  • инфракрасные;
  • газовые.

Каждый из названных приборов имеет собственную конструкцию, отличается принципом действия и областью применения.

Принцип работы

Жидкостный термометр

В основе жидкостного термометра лежит эффект, известный как расширение жидкостных сред при нагревании. Чаще всего в подобных приборах используется спирт либо ртуть. Хотя от последней планомерно отказываются в виду повышенной токсичности этого вещества. И все же, данный процесс так до конца не завершен, так как ртуть обеспечивает лучшую точность измерений, расширяясь по линейному принципу.

В метеорологии чаще применяют приборы, наполненные спиртом. Объясняется это свойствами ртути: при температуре в +38 градусов и выше она начинает густеть. В свою очередь, спиртовые термометры позволяют оценивать температурный режим конкретный среды, нагретой 600 градусов. Ошибка измерений не превышает доли одного градуса.

Механический термометр

Механические термометры бывают биметаллическими или делатометрическими (стержневые, жезловые). Принцип действия таких приборов основан на способности металлических тел расширяться при нагреве. Они отличаются высокой надежностью и точностью. Себестоимость производства механических термометров относительно низка.

Данные приборы применяются в основном в специфическом оборудовании: сигнализациях, системах автоматического контроля температуры.

Газовый термометр

Принцип действия термометра основан на тех же свойствах, что и описанных выше приборов. За исключением того, что в данном случае применяется инертный газ. По сути, такой термометр представляет собой аналог манометра, который служит для измерения давления. Газовые приборы применяются для измерения высоко- и низкотемпературных сред (диапазон составляет -271 - +1000 градусов). Они обеспечивают относительно низкую точность, из-за чего от них отказываются при лабораторных измерениях.

Электронный термометр

Его еще называют термометр сопротивления. Принцип действия этого прибора основан на изменение свойств полупроводника, встроенного в конструкцию устройства, при повышении или понижении температуры. Зависимость у обоих показателей линейная. То есть, при повышении температуры растет сопротивление полупроводника, и наоборот. Уровень последнего напрямую зависит от типа металла, использованного при изготовлении прибора: платина «работает» при -200 - +750 градусов, медь при -50 - +180 градусов. Электрические термометры используются редко, так как при производстве очень сложно градуировать шкалу.

Инфракрасный термометр

Также известен как пирометр. Он представляет собой бесконтактный прибор. Пирометр работает с температурами от -100 до +1000 градусов. Его принцип действия основан на измерении абсолютного значения энергии, которую излучает конкретный объект. Максимальная дальность, на которой термометр способен оценивать показатели температуры, зависит от его оптической разрешения, типа прицельного устройства и других параметров. Пирометры отличаются повышенной безопасностью и точностью измерения.

Термоэлектрический термометр

Действие термоэлектрического термометра основано на эффекте Зеебека, посредством которого оценивается разница потенциалов при контакте двух полупроводников, в результате чего образуется электрический ток. Температурный диапазон измерений составляет -100 - +2000 грудусов.

Сегодня практически невозможно представить себе жизнь без термометра. Конечно, о температуре на улице можно узнать из сводки погоды. Но как же определить уровень тепла в комнате, духовке, сушильной камере или теплице? Тут никак не обойтись без термометра.

Существует несколько их видов:

  • жидкостные;
  • механические;
  • газовые;
  • электрические;
  • оптические.

Жидкостные

Принцип действия такого прибора основан на эффекте расширения или сжатии жидкости, которая заполняет колбу и изменяет свой объем при колебании собственной температуры. Обычно, в него заливают ртуть или спирт, которые тонко реагируют на минимальное изменение тепла в окружающей среде.

В медицине обычно используются ртутные градусники, а вот в метеорологии их заполняют спиртом, поскольку ртутный столбик может застывать уже при -38 градусах.


Механические

Принцип работы прибора данного типа тоже основан на расширении. Но с его помощью определяется температура в зависимости от расширения биметаллической ленты или металлической спирали.

Такие характеризуются высокой точностью, они надежны и просты в эксплуатации.

Как отдельную, самостоятельную модель их, правда, не используют, обычно они применяются в автоматизированных системах.

Газовые

Газовый тип температурного измерителя работает по тому же принципу, что и жидкостное устройство. В качестве рабочего вещества в нем используют какой-либо инертный газ.

Преимущество этого прибора заключается в том, что он может измерять температуру, приближающуюся к абсолютному нулю, и диапазон его измерений колеблется от -271 до +1000 градусов. Это достаточно сложное устройство, которое редко участвует в лабораторных измерениях.

Электрические

Работа такого измерительного прибора связана с зависимостью сопротивления используемого проводника от температуры. Известно, что сопротивление любых металлов линейно зависит от уровня их тепла. Более точные измерения можно получить, если заменить металлические проводники полупроводниками. Однако полупроводники в таких приборах практически не используют, поскольку зависимость между характеристиками полупроводника и уровня тепла нельзя выразить линейно и практически невозможно проградуировать приборную шкалу.

В роли проводника обычно выступает медь, показывающая изменения температур от -50 до +180 градусов. Если взять другой рабочий металл, например, платину, то температурный диапазон ее значительно расширится и составит от -200 до +750 градусов. Такие электрические тепловые датчики используют в лабораториях, на экспериментальных стендах или на производстве.

Оптические

Оптические приборы или пирометры позволяют узнать температуру по уровню светимости тела, анализу его спектра и некоторым другим параметрам. Это бесконтактный прибор, способный измерять, причем с точностью до нескольких градусов, уровень тепла в широчайшем диапазоне – от 100 до 3000 градусов. Чаще всего на практике мы встречаемся с инфракрасными бытовыми термометрами. Такие градусники очень удобны, поскольку позволяют безопасно, быстро и точно определять температуру тела человека.

Существуют и другие, более сложные температурные измерители, например, волоконно-оптические или термоэлектрические. Это очень чувствительные приборы, дающие точнейшие результаты измерения практически без ошибки.

Полезные советы

Лысенко Венера Анатольевна 333

В современном мире, когда электронные и цифровые технологии активно процветают и внедряются в разные сферы человеческой деятельности, становясь востребованными и незаменимыми для любого человека, есть еще обычные вещи и предметы в нашем обиходе, которые долго еще будут служить, принося пользу.Термометр медицинский ртутный, или градусник относится именно к таким предметам.

Как устроен ртутный термометр?

Цены в интернет-магазинах:


Med.gramix 228 Р

Аллергодом 1 580 Р

JOYBYJOY 2 352 Р

JOYBYJOY 597 Р
Еще предложения

Основной элемент термометра - это капиллярная трубка, запаянная с двух сторон и не имеющая внутри воздуха. С одной стороны трубка имеет резервуар для ртути. Имеется шкала, нанесенная на планку, для измерения температуры. Диапазон шкалы составляет 34-42 градуса Цельсия. Для более точного измерения на каждом градусе на шкале есть еще 10 делений.

Отличие медицинского градусника от обычного ртутного для измерения температуры окружающей среды в том, что место, где соединяется резервуар с ртутью и трубкой капиллярной слегка сужено и искривлено, что затрудняет возвращение ртути в резервуар.

Благодаря именно такой конструкции, нагретая во время измерения температуры ртуть расширяется и не спеша достигает максимально правильного показателя.

Для дальнейшего применения ртутный градусник нужно встряхнуть, после чего ртуть возвратится в резервуар.

Цены в интернет-магазинах:
Med.gramix 3 349 Р

Electrozon 190 Р


Положительные стороны ртутного термометра.

Цены в интернет-магазинах:
Med.gramix 249 Р

Термометр медицинский ртутный по характеристикам и показателям считается наиболее точным, и по показаниям очень близок к эталонному термометру - газовому. Ртутный термометр в меньшей степени, чем другие, подвержен воздействию условий измерения и посторонних факторов. Конструкция допускает полное погружение в дезинфицирующий раствор, благодаря чему он пригоден для использования в медицинских и здравоохранительных учреждениях. Ртутный термометр привлекает своей ценой, если сравнивать его с электронным. Доступность и простота применения, благодаря примитивной конструкции термометра.

Недостатки ртутного термометра.

Долго измеряется температура тела. Средняя продолжительность измерения не меньше 5-6 минут, для более точного измерения требуется 10 минут. Самым главным недостатком есть сама ртуть. Это опасное для человека вещество. Хрупкий стеклянный корпус может по неосторожности разбиться.


Опасность разбившегося термометра.

Ртуть представляет из себя жидкость серебристо-белого цвета, которая испаряется при температуре +18 градусов. Это необычный металл. Температура, при которой ртуть плавится очень низкая (-38,9 градусов). Из-за такого специфического свойства ртуть при комнатной температуре выглядит как легко подвижная жидкость. При легком ударе она разделяется на маленькие шарики. При совмещении приобретает вид цельного шарика. Если разбился ртутный градусник в квартире или помещении, то много мелких ртутных капель могут проникнуть в трещины полов, в ковры, в различные щели. Потом ртуть, испаряясь,начинает загрязнять и отравлять весь воздух. Если дышать постоянно этим воздухом, то в результате накапливания в организме, может произойти ртутная химическая интоксикация. Отравление ртутью проявляется металлическим привкусом, головной болью,поносом, стоматитом, поражением почек, саливацией, дерматитом, анемией, тремором конечностей.

Устранение последствий разбившегося термометра.

Как собрать разбившийся градусник? Перед тем, как приступить к устранению последствий, нужно приготовить: плотно закрывающуюся стеклянную банку, кусочки пластыря, медицинскую вату, плотную бумагу, ветошь. Так же полиэтиленовые пакеты, куда потом соберутся загрязненные ртутью вещи. Приготовьте толстую иголку или вязальную спицу, шприц, резиновые перчатки, дезинфицирующее средство, можно марганцовку. И позаботьтесь об освещении.

Как собрать разбившуюся ртуть? Самый трудоемкий этап - это сборка капель ртути, которая может занять несколько часов. В помещении не должны присутствовать посторонние люди, дети, домашние животные. Благодаря тому, что ртуть блестит, ее легко заметить при хорошем освещении, в этом случае вам поможет фонарик. Вещи, которые подверглись попаданию на них ртути, соберите в полиэтиленовые пакеты и вынесите на улицу. При осмотре пола и горизонтальных поверхностей, отметьте мелом места, где находились части ртути. Старайтесь, чтобы ртуть не могла попасть на обувь. Собирается ртуть начиная с больших капель. Для удобства можно воспользоваться листом бумаги, согнутым в виде совка. Чтобы удобно было закатывать капли ртути, можно воспользоваться вязальной спицей или толстой иглой. Приближая маленькие капли друг к дружке, можно их соединить в одну большую. Эти капли поместите в стеклянную баночку. Чтобы собрать капли поменьше, можно использовать небольшой кусок пластыря и так же отправить их в банку. Из щелей можно ртуть достать иглой, на которую намотан ватный тампон, предварительно смоченный раствором марганцовки. Можно воспользоваться медицинским шприцем с толстой иглой. Для безопасности своего здоровья, каждые 10-15 минут выходите на улицу, на свежий воздух.

После сбора ртути надо закрыть банку плотной крышкой. Таксичность ртути очень велика! Не выбрасывайте ее на помойку, или в мусоропровод! Банку временно поставьте на балкон или в гараж, сарай, затем сдайте ее сотрудникам спасательной службы.

Теперь приступаем к дезинфекции помещения. Нужно приготовить один литр раствора марганцовки. Цвет должен быть темно-бурый. Добавить столовую ложку уксуса или щепотку лимонки. Одеваем перчатки и приступаем обрабатывать поверхность. Особое внимание нужно уделить щелям, трещинам, углам. В эти места можно налить чуть-чуть раствора. После нанесения оставляем это дело на 7-8 часов, периодически смачивая поверхность чистой водой. Когда время истекло, все промываем с помощью чистящих и моющих средств, делаем качественную уборку всей квартиры.

Обычно через неделю удается полностью избавиться от мельчайших частичек ртути, с условием каждодневной влажной уборки.

Рассказать друзьям