מאמרים

מהי טמפרטורה, באילו יחידות מידה משתמשים, וכיצד פועלים מדי הטמפרטורה – הכל על מדידת טמפרטורה

מהי טמפרטורה?

 

מדי טמפרטורה

הטמפרטורה היא גודל פיסיקלי המבטא את מידת ה"חום" (מידת האנרגיה הקינטית של חלקיקים המרכיבים את הגוף) של גופים פיסיים. גודל זה ניתן למדידה ביחידות מדידה שונות.
כל גוף פיסי מורכב מאטומים ומולקולות המקיימים ביניהם תנועות אקראיות באופן תמידי. טמפרטורת הגוף משקפת את עוצמת התנועתיות, עוצמה גדולה כרוכה בטמפרטורה גבוהה. אין גבול עליון למידת התנועתיות כלומר טמפרטורת גוף פיסי למעשה אינה מוגבלת. לעומת זאת קיים חסם תחתון לרמת התנועתיות – עצירתה המוחלטת, ומאליו מובן כי קיים גם חסם תחתון לטמפרטורה – "האפס המוחלט".

מהן יחידות המדידה הנפוצות כיום?

 C – מעלת צלסיוס
יחידה זו מקובלת ושכיחה ומייצגת מאית מטווח הטמפרטורה שבין טמפרטורת קיפאון (טמפרטורה אפס מעלות צלסיוס) וטמפרטורת רתיחה (טמפרטורה 100 מעלות צלסיוס) של מים טהורים בלחץ 1 אטמוספרה. עבור יחידת מדידה זאת הטמפרטורה הנמוכה ביותר אליה ניתן להגיע היא מינוס 273 מ"צ (בקירוב).

F – פרנהייט
ליחידת מדידה זו מוגדרת טמפרטורה אפס מעלות כטמפרטורת הקיפאון של תמיסת מי מלח (טמפרטורה נמוכה משל נקודת קיפאון של מים טהורים). קיימת נוסחה פשוטה להמרת טמפרטורה מיחידת מדידה אחת לשניה.

 K – מעלת קלווין
יחידת מדידה זו מקובלת בשימוש מדענים ולגביה מוגדרת הטמפרטורה המזערית (האפס המוחלט) כ- "אפס מעלות קלווין". המרווח בין מעלות קלווין זהה למרווח בין מעלות צלסיוס.

 

איך מודדים טמפרטורה וכיצד פועלים מדי טמפרטורה?

מד טמפרטורה תעשייתי

מדידת טמפרטורה מתבצעת באמצעות מד טמפרטורה (תרמומטר), קיים מגוון של מדי טמפרטורה הפועלים על פי מספר עקרונות פיסיקליים:

שינוי נפח נוזל

מדידת שינוי גודלו של רכיב המדידה כתוצאה משינוי הטמפרטורה- שינוי בטמפרטורת גופים גורם לשינוי בנפחם ביחס ישר. עובדה זאת מנוצלת במדי טמפרטורה המורכבים מצינורית זכוכית ובתוכה נוזל. בטמפרטורה נמוכה נפח הנוזל קטן ופניו העליונים מגיעים לגובה מסוים. ככל שהטמפרטורה גדלה כך גדל נפח הנוזל ומקום פניו העליונים עולה. את מידת הטמפרטורה ניתן לקרוא בפשטות מהשנתות המשורטטות על גבי צינורית הזכוכית ממד הטמפרטורה.

 

התפשטות תרמית של חומרים שונים – עיקרון "בי-מטל"

השוואת התפשטות תרמית שונה של שני חומרים שונים (עיקרון "בי-מטל"). לכל חומר מקדם התפשטות תרמית שונה – חומרים שונים יתארכו באופן שונה כתוצאה משינוי הטמפרטורה. ניתן להצמיד בחוזקה שני לוחות של מתכות שונות. לוח אחד יתארך במידה רבה בעקבות השתנות הטמפרטורה והלוח השני יתארך במידה פחותה. כתוצאה מכך הצמד יתכופף, מידת הכיפוף תייצג את הטמפרטורה. המדידה תעשה באמצעות מד טמפטורה בי-מטל

 

הפרש פוטנציאלים חשמליים בצמד מתכות – עיקרון "טרמו-קאפל"

הפרש פוטנציאלים חשמליים בצמד מתכות כתוצאה משינוי טמפרטורה (עיקרון טרמו-קאפל). כאשר מצמידים קצוות של מתכות זה לזה נוצר ביניהן הפרש פוטנציאלים חשמלי התלוי בטמפרטורה. מדידת המתח מתורגמת בקלות לערכי טמפרטורה באמצעות טרמומטר קפילרי

מד טמפרטורה אינפרא אדום

 

מדידת טמפרטורה באמצעות קרינת IR

כל גוף פולט לסביבתו קרינה באורכי הגלים ה"תת-אדומים". קרינה שעוצמתה משתנה על פי הטמפרטורה. ניתן למדוד את עוצמת הקרינה הנפלטת מהגוף הנמדד ולדעת על פיה את טמפרטורת הגוף. שיטה נוחה מאד ופשוטה למדידת טמפרטורה כאשר לא ניתן להתקרב לגוף הנמדד, ניתן למדידה בעזרת  מד טמפרטורה אינפרא אדום RI-IT-550C

קיימים סוגים שונים של מדי הטמפרטורה

—- > מדי הטמפרטורה מיוצרים במגוון גדול של צורות וגדלים;
—- > מדי טמפרטורה עם צינוריות זכוכית ונוזל בגדלים שונים ובצורות שונות (אנכיים, זוויתיים).
—- > מדי טמפרטורה עגולים הכוללים סקאלה ומחוג ומחוברים למגוון של חיישני קצה באורכים משתנים, קשיחים או גמישים.
—- > מדי טמפרטורה הכוללים צגים דיגיטאליים.
—- > מדי טמפרטורה המשולבים עם מדי לחות ואוגרי נתונים.
—- > מדי טמפרטורה אינפרא אדום לחישה מרחוק של טמפרטורה.

כתב – דן גלעדי – סמנכ"ל

זקוקים ליעוץ והתאמה למדי טמפרטורה? דברו איתנו או מלאו את הפרטים ונחזור אליכם בהקדם!