طرق قياس درجة الحرارة

بواسطة: - آخر تحديث: ١٢:٢٦ ، ٢٣ ديسمبر ٢٠١٨
طرق قياس درجة الحرارة

درجة الحرارة

تعبر درجة الحرارة عن كمية الطاقة الحرارية المختزنة في جسم ما، وتؤشر أيضًا على حركية ذراته، وبالتالي يمكن حسابها من خلال صيغة رياضية، توضح العلاقة بين الطاقة الحركية لجزيئات أو ذرات جسم ما ودرجة حرارته، ومن أهم تطبيقات قياس درجة الحرارة، هي قياس حرارة الجو، التي نسمعها بنشرات الطقس في شتى مناطق العالم، إذ إن لها معيارًا متفقًا عليه دوليًا، وتقاس في الظل، لا سيما أن درجة الحرارة تزيد بما لا يقل عن 10 درجات عند قياسها في الشمس، فنجد أن شعور المواطنين بالحرارة أكثر مما هو معلن في محطات الأرصاد الجوية، كما أنها تُقاس على ارتفاع مترين عن سطح الأرض العشبية أو الترابية لاحتفاظها بكمية كبيرة من الحرارة، الأمر الذي قد يسجل درجة حرارة غير دقيقة، وأن المنطقة التي تُقاس فيها درجة الحرارة لا بد أن تكون مفتوحة لتسمح بتجدد الهواء، وعليه لا بد أن تتطابق الظروف سابقة الذكر، لاعتماد درجة الحرارة بحسب المعايير الدولية.


طرق قياس درجة الحرارة

تتعدد الطرق التي تُقاس بها درجة الحرارة، هي كالآتي:

  • قياس درجة الحرارة باستخدام تمدد السائل في أنبوب الثيرموميتر: يوضع سائل أسفل الأنبوب يُسمى بصيلة أو مخزن صغير، وعند تعرضها إلى درجة حرارة أكبر من درجة حرارتها الابتدائية، فإنها تتمدد في البصيلة، ويستخدم في العادة سائل الزئبق أو الكحول، إذ إن نسبة الخطأ في هذا القياس لا تتجاوز 0.01% أو أقل من ذلك .
  • قياس درجة الحرارة عن طريق تمدد ثنائي المعدن : يُستخدم في حالة لصق معدنين مختلفين، أحدهما معامل تمدده أكبر من الآخر، وعند درجة حرارة مرجعية، فالذي يحصل أن أحد المعدنيين يتقوس، نتيجة التصاقه بالآخر الذي معامل تمدده يختلف، ومن أهم استخدامات هذه الطريقة في قياس درجة الحرارة، هي الأجهزة الكهربائية، لا سيما المكيفات.
  • قياس درجة الحرارة عن طريق قياس المقاومة الكهربائية: تُقاس درجة الحرارة في هذه الطريقة، بشكل غير مباشر، من خلال المقاومة الكهربائية، إذ إن بعض المواد تزيد مقاومتها الكهربائية، في حال تعرضها لعملية التسخين، ومواد أخرى تقل مقاومتها الكهربائية عند تعرضها للتسخين، فكل مادة لها معامل مقاومة حراري، وأكثر المواد استخدامًا في هذه الطريقة، النحاس والبلاتين.


وحدات قياس درجة الحرارة

يوجد ثلاثة أنواع لوحدات قياس درجة الحرارة، هي كالآتي:

  • المئوية أو السلسيوس: هو المقياس المعروف بالرمز(C)، وعلميًا هي قيمة 0.01% من الفرق بين درجة غليان الماء، ودرجة تجمده في ظل ضغط قياسي، وتعرف باسم مئوية (centigrade)، أو كما اعتمد رسميًا (سلسيوس) نسبة إلى الفلكي السويدي اندرس سيلزيوس عام 1948، وتُستخدم وحدة السلسيوس في أغلب أرجاء العالم، خاصةً في مراكز التنبؤات الجوية.
  • الكلفن (Kelvin) : هو المقياس المعروف بالرمز(K)، التي تعدّ أن درجة حرارة صفر كلفين، هي أقل درجة حرارة طبيعية ممكنة، التي تتوقف عندها حركة الجزيئات، فعند زيادة درجة واحدة كيلفنية، يزداد حجم كمية معينة من الغاز بمقدار 1/273 من حجمه الأصلي، وكذلك ضغطه، إذ تربط وحدة درجة حرارة كيلفن بوحدات درجة الحرارة الآخرى حسب العلاقة: درجة كيلفن = الدرجة المئوية + 273.15، أما عن استخدامها، فهي لا تُستخدم في الحياة العامة، ولكنها مهمة في الميادين العلمية المختلفة.
  • الفهرنهايت: يرمز لها بالرمز (F)، نسبة إلى العالم الألماني (دانيال غابرييل فهرنهايت)، إذ ينتشر استخدامها في أمريكا فقط، وتربطها معادلة بدرجة الحرارة المئوية (السلسيوس)، هي: ° C = (°F − 32) ÷ 1.8، أي أن درجة الصفر المئوي تعادل 32 درجة فهرنهايت.