Termometrenin Yapısı. Termometre Nedir?

Transkript

1 Termometre Özel Bölümü Termometre Nedir? Termometrenin Yapısı Termometre Kullanımı Termometre Desteği/Ayağı Termometre Siperi Termometre Çeşitleri Termometre Türleri Civalı ve İspirtolu Termometreler Azotlu Termometreler Termostat Metal Termometreler Sıvılı Termometreler Hasta Termometresi Gazlı Termometreler Termometrenin Çalışma Mekanizması Termometre Nasıl Yapılır? Deney Tüpü ile Termometre Yapımı Termometrenin Duyarlılığı Nelere Bağlıdır? Bir Su Termometresi Yapalım Termometre Nedir? Termometre sıcalığı ölçmede kullanılır. En çok bilinen termometreler, alt tarafı hazne gibi olan ve cam bir tüpten meydana gelenlerdir.termometreler 2 farklı ölçü birimi ile ölçeklendirilmiş olabilir. Biri bizim kullandığımız santigrat cinsinden, öbürü ise fahrenayt cinsinden ölçeklendirilmiş olanlar. Amerika da ve İngiltere de fahrenayt birimi kullanılır. Fahrenaytı santigrat cinsine çevirmek için belli bir formülümüz vardır. Yukarıdaki formülü uygulayarak fahrenaytı santigrata çevirebiliriz. Barometrelerde olduğu gibi günümüzde de termometreler çok gelişmiştir, dijital hale gelmişlerdir, hatta kol saatlerine girmişlerdir. Hava durumunu anlamaya çalışan denizciler için barometre ve termometre hareketleri takip edilmelidir. Genelde bu iki aletin birlikte çalışmasına bakılarak havanın nasıl olacağı tahmin edilir. Dolayısıyla termometre de denizciler için gerekli bir alettir. Termometrenin Yapısı En sık rastlananı cıvalı termometredir. Bu çok küçük kesite sahip ve üst ucu kapalı bir tüpten ibarettir. Alt ucundaysa içinde cıva bulunan küresel veya silindirik bir hazne bulunur. 1 / 8

2 Isıtılmasıyla, civa genişler ve tüpte yükselir. Tüpün kesitinin küçük olmasından dolayı az bir hacim büyümesinde cıvanın yükselmesi oldukça fazladır. Termometre iki sabit nokta arasında kalibre edilir. Bunlar suyun donma noktasıyla kaynama noktasıdır. Normal atmosfer basıncında (760 mm cıva basıncı) bu iki nokta arasındaki mesafe Celsius termometresinde 100 eşit parçaya bölünür. Bunların her biri bir Centigrad ı (1 C) gösterir. Fahrenheit ölçüsündeyse bu 180 eşit parçaya bölünür. Bunların her biriyse Fahrenheit i (1 F) gösterir. Bu ölçümde, suyun donma ve kaynama noktası sırayla 32 F ve 212 F olarak belirlenir. Réaumur ölçümündeyse bu noktalar 0 R ve 80 R olarak isimlendirilir. Ara da 80 parçaya bölünür. Cıva -39 C de donduğu için çok düşük sıcaklıkların ölçümü için uygun değildir. Bu tür olanlar donma noktası düşük olan renkli alkolle doldurulmuştur. Ulaşılabilecek en düşük sıcaklık mutlak sıfır olup, -273,16 C dir. Mutlak sıfırdan başlayan bir ölçü de Kelvin dir, yani -273,16 C = 0K dır. Termometre Kullanımı Termometre ne için kullanilir? Havanin sicakligini ölçmeye yarar.4 Kaç türlü termometre vardir ve bunlarda kaç türlü sicaklik birimi vardir? Termometre Desteği/Ayağı Termometre siperi içerisinde minimum ve maksimum termometrelerin konulmasi için yapilmis metal ayak. Bu ayaklar termometrelerin yerinden çikarilip tekrar yerine konulmasina uygun sekilde dizayn edilmistir. Termometre Siperi Termometreleri direk günes radyasyonu ve diger olumsuz etkilerden koruyan, içerisinde serbestçe havanin dolasabildigi ahsap kutu. Meteorolojide ölçülen hava sicakliklari siper içerisinde bulunan termometrelerden elde edilen degerlerdir. Ne yazik ki sicaklik ve isi ifadeleri sik sik karistirilmaktadir. Reklamlarda, haberler ve hava durumu programlarinda sik sik duydugumuz Düsük isilarda bile mükemmel temizlik, Dis isi 2 / 8

3 göstergesi, Vücut isisi düstü, Bugün Ankara da en yüksek isi 32 C gibi sicaklik yerine isinin kullanildigi ifadeler, sizi bilmem ama, beni rahatsiz etmeye devam ediyor. Oysa, bu karmasadan kurtulmanin sifresi çok basit. Eger belirtilen deger termometre ile ölçülebiliyorsa, sicakliktir. Isi ise, belirli sicakliktaki bir cisimden, daha düsük sicakliktaki bir cisme, sicaklik farki nedeniyle geçen enerjidir. Asagida bu konuda biraz daha ayrintili açiklamalar verilmistir. Termometre Çeşitleri Termometreler, sıvılı, metal ve gazlı termometreler olmak üzere üçe ayrılır. Sıvılı termometreler ise, cıvalı termometreler (laboratuar ve hasta termometresi) ve alkollü termometreler (duvar termometresi) olarak ikiye ayrılır. Termometrelerin çalıma prensipleri birbirlerinden farklıdır. Ancak iyi bir ölçüm için termometrelerin bölmelendirilmesi ölçülecek sıcaklık için uygun olmalıdır. Termometre Türleri 1 - Alkollü termometre 2 - Cıvalı termometre Cıvalı termometre de vücut ısısını ölçer ancak dijital termometrenin ölçtüğü süreden daha uzun sürede bu işi görmektedir. Aynı zamanda vücut termometresi şeklinde de bilinir. Tıpta da kullanılmaktadır. 3 - Dijital termometre 4 - Gazlı termometre 5 - Katı termometre Ayrıca CİVALI VE İSPİRTOLU TERMOMETRELER Her zaman karşılaşılan Sıcaklıkları ölçmek için yeterli olan civalı ve ispirtolu termometrelerin ölçme alanı çok dar ve sınırlıdır. Daha düşük sıcaklıkları ölçmek için tolüen ve pentan gibi değişik Sıvılar kullanılır. Yüksek Sıcaklıklar gazlı termometrelerle ölçülür. Çok incelik isteyen sıcaklık ölçümlerinde, laboratuvarlarda Elektrik dirençli termometreler ve termoelektrik termometreler kullanılır. AZOTLU TERMOMETRE Azotlu termometre ile 1600 dereceye kadar olan sıcaklıklar ölçülebilir. Bunun üstündeki 3 / 8

4 sıcaklıkları ölçmek için pirometrelerden yararlanılır. Bu âletin, sıcaklığı ölçülecek cisme değmesine gerek yoktur, yalnızca cismin ışımasını ölçmesi yeterlidir. TERMOSTAT Termostat, kapalı bir ortamda termometrenin verilerine dayanarak sıcaklığı sabit tutan bir âlettir. Üzerinde, istenilen sıcaklığı elde etmek için ayarlanabilen bir düğmesi vardır; bir ısıtma aygıtına Elektrikle bağlanan termostat,, aygıtın verdiği sıcaklığı arttırmağa ya da azaltmağa yarar. METAL TERMOMETRELER Civalı ve alkollü termometrelerin ölçemediği yüksek sıcaklıkları ölçmede kullanılır.fırın ve fabrikalarda 1600 C ye kadar olan yüksek sıcaklıkları ölçebilir. SIVILI TERMOMETRELER Sıvılı termometreler civa ve renklendirilmiş alkol kullanılarak yapılan termometrelerdir.termometrelerin ölçüm yapabilecekleri sıcaklık aralıkları vardır.bu sıcaklık aralığı termometrede kullanılan Sıvının donma ve kaynama sıcaklıkları arasıdır. Donma sıcaklığı Kaynama sıcaklığı Civa -39 C 357 C Alkol -115 C 78 C Yukarıdaki tabloda gösterildiği gibi civalı termometrelerde -39 C ile 357 C ler arası alkollü termometrelerde ise -115 C ile 78 C arası sıcaklık değerleri ölçülebilir. Dolayısıyla hava sıcaklığının kutuplarda -50 C lere düştüğünü civalı termometreyle,kaynamakta olan suyun sıcaklığını da alkollü termometreyle ölçemeyiz. HASTA TERMOMETRESİ Vücut sıcaklığını ölçmede kullanılan civalı termometredir.35 C ile 42 c sıcaklıklar arası 1/10 duyarlılıktan ölçülebilir.yani bu termometrelerle 0,1 C lik sıcaklık değişmeleri ölçülebilir. Hasta termometresindeki boğum,ölçüm yapılırken civanın hazneye hemen dönmemesi için konulmuştur. GAZLI TERMOMETRELER Gazlar, sıvılara göre, sıvılarda da katı maddelere göre sıcaklığa karşı daha duyarlıdır.bu nedenle gazlı termometreler çok hassas sıcaklık ölçümlerinde kullanılır. 4 / 8

5 Termometrenin Çalışma Mekanizması Termometredeki hazne civa veya alkol gibi sıvılarla doldurulur. Bu hazne, bir maddeye daldırıldığında veya madde ile temas ettiğinde o maddenin tanecikleri haznenin camına çarpar. Bu durumda önce madde ve cam arasında, daha sonra cam ve haznedeki sıvı arasında enerji aktarımı gerçekleşir. Enerji aktarımı sonucunda haznedeki sıvının taneciklerinin hareket enerjileri artarsa bu tanecikler daha hızlı hareket eder ve tanecikler arasındaki mesafe artar. Bu artış sonucunda tanecikler arasındaki mesafe artar. Bu artış sonucunda tanecikler hazneye sığmaz ve cam borudaki hacmi doldurmaya başlar ve sıvı seviyesi yükselir. Benzer şekilde haznedeki sıvının taneciklerinin hareket enerjileri azaldığında tanecikler arasındaki mesafe azalır ve cam borudaki sıvı seviyesi düşer. Termometreden okunan değer, termometrenin temas ettiği maddenin sıcaklığı olarak kaydedilir. Bu değer termometrenin temas ettiği maddenin taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri ile ilişkili olarak yükselir veya düşer. Termometre Nasıl Yapılır? 1 Yapılacak Projenin Adı: Basit bir Gazlı Termometrenin Yapılması ve Çalışması 2 Malzeme : Bir deney tüpü veya ilaç tüpü, 1 2 mm çaplı ince, Tüp boyutunda cam boru, Mantar tıpa. 3 Yapılışı: Tüp içerisinde 4 5 cm renkli su konur. İnce boru üzerinde kağıt şerit veya bölmeli karton yapıştırılır. İnce boru mantar arasından geçirilir. Tüpe yerleştirilir. Bu havalı veya gazlı bir termometredir. Derecelemek için mantara kadar buza batırılır. 3 5 dakika beklenir, renkli sıvının ince boruda geldiği yere (0 C) yazılır. Sonra tüp su buharına 3 5 dakika tutulur, renkli suyun geldiği yere (100 C) yazılır. 5 / 8

6 Bu sıcaklık böyle bir termometre için çok olabilir. Bu nedenle buhar yerine sıcaklığı 25 C 30 C olan suya diğer bir termometre ile birlikte daldırılır. Diğer termometreden okunan rakam, yapılan tüp termometreye de yazılır. Diğer termometre 30 rakamını göstermiş ise 0 C ile bu rakam arası 30 eşit bölmeye ayrılır Bir kağıt veya kartona çizilerek ince boru üzerine yapıştırılır. 4 Çalışması ve Bilgi: Bütün cisimler ısı ile genişler ve hacimlerini artırırlar. Soğuma ile de büzülür ve hacimlerini küçültürler. Termometreler çoğunlukla metallerin ve sıvıların sıcaklıkla orantılı olarak genleşmelerinden yararlanılarak yapılır. AB arasındaki hava ısınma ile genleşir. Tüpteki su yüzeyine basınç yapar. Bu basınç, renkli sıvıyı ince boruda yükseltir veya tam tersi hava soğursa, tüpteki hava da büzülür su yüzeyine basıncı azalır ve ince borudaki renkli su seviyesi düşer, termometre küçük rakamlar gösterir. Burada havanın (gazın) genleşme ve büzülme miktarları sıcaklıkla orantılıdır. Deney Tüpü ile Termometre Yapımı Deney tüpünün içine çeşme suyu koyup mavi mürekkep damlattın. Tek delikli tıpadan cam boru geçirip deney tüpünü kapattın. Sırasıyla soğuk ve sıcak sulara daldırın. Soğuk suda az miktarda alçalma olurken sıcak suda belirgin şekilde yükselme olmaktadır. Termometrenin Duyarlılığı Nelere Bağlıdır? Küçük sıcaklık değişimlerinden etkilenen termometrelerin duyarlılığı daha fazladır. Bunun için termometrenin haznesinde daha fazla sıvı ve sıcaklıkla daha çok genleşen sıvı olmalıdır. Cıvanın tercih edilmesi bundan dolayıdır. Ayrıca kılcal boru dar olmalı ki genleşen sıvının hareketi rahat gözlenebilsin. Yerçekim kuvvetinin sıfır olduğu bir yerde termometre çalışır. Çünkü genleşme yerçekimine bağlı değildir. BİR SU TERMOMETRESİ YAPALIM Deneyin Amacı : Termometrenin yapılışını ve çalışma prensibini görmek. 6 / 8

7 Kullanılan Araç ve Gereçler: 1.cam balon(250ml.lik) 5.tüp maşası 9.sacayağı 13.döküm ayak 2.tek delikli lastik tıpa 6.beherglas (500ml.lik) 10.mürekkep 14.statif çubuk 3.uzun cam boru 7.bağlama parçası 11.su 15.buz parçaları 4.karton parçası( 2.20cm) 8.ispirto ocağı 12.damlalık 16.cetvel ve kalem Deney Düzeneği: DENEYİN YAPILIŞI: 1-Cam balonu su ile doldur.damlalık ile birkaç damla mürekkep damlat ve mürekkebin karışmasını sağla. 2- Tek delikli lastik tıpaya uzun cam boruyu geçir. 3- Cam boru geçirilmiş lastik tıpayı cam balona takınız cm. ebadındaki karton parçasını cetvelle işaretleyerek derecelendiriniz ve iki ucunu bükerek cam boruya geçiriniz. 5- Cam balonu, içinde buzlu su bulunan beherglas içine batırınız ve 5-6 dak. bekleyiniz. Cam borudaki su seviyesinin son durumunu tespit ederek işaretleyiniz. 6- Cam balonu buzlu-su bulunan beherglasdan çıkarınız ve kaynamakta olan diğer beherglasdaki suya batırınız. 5-6 dak. bekledikten sonra cam borudaki su seviyesinin son durumunu tespit ediniz ve işaretleyiniz. VERİLERİ DEĞERLENDİR: 1- Cam balonu buzlu su ve kaynar sıcak su dolu beherglaslara koyduğunda cam borudaki su seviyesi nasıl değişti? 2- Yaptığın termometre ile gerçek termometrenin benzer ve farklı yönleri nelerdir? Deney Sonucu: Yaptığınız termometre ile gerçek bir termometrenin çalışmasını nasıl açıklarsınız? Teorik Bilgi: Termometre ile sıcaklık ölçülür. Yapıldıkları maddeye göre metal, sıvılı ve gazlı olmak üzere 3 çeşit termometre vardır. Sıvılı termometrelerde hazne ve kılcal borudan oluşmuştur. Hazne içine civa ya da renklendirilmiş alkol konur. Hazne ısıtılırsa içindeki sıvı, kılcal boru içinde yükselir. Soğuduğu zaman büzülerek yeniden hazneye döner. Sıvı seviyesinin karşısındaki sayılar ölçülen sıcaklığı Celcius ( Selsiyus) olarak gösterir. Termometrelerde her aralık bir derece olarak adlandırılır. Laboratuarlarda, duvar ve hastalarda kullanılan termometreler sıvılı termometrelerdir. 7 / 8

8 Hasta termometresiyle ölçüm yapıldıktan sonra cıva düzeyinin hemen düşmemesi için civanın toplandığı haznenin üzerinde bir boğum bulunur. Tekrar ölçüm yapmak için termometreyi silkelemek gerekir. 8 / 8