تحقیق در مورد دماسنج کلاس دوم و چهارم

تحقیق در مورد دماسنج

دماسنج یک وسیله پرکاربرد است. دماسنج ها به ما این امکان را می دهند که سطوح مختلف دما را از چک کردن تب کودک تا اطمینان از ایمنی مواد غذایی و نظارت بر فرآیندهای صنعتی اندازه گیری کنیم. این دستگاه مهم، اندازه گیری دما را برای ما ممکن می کند و باعث می شود که ما برای بسیاری از جنبه های زندگی روزمره به آن تکیه کنیم. این وسیله می تواند دمای جامدات، مایعات و گازها را به راحتی اندازه گیری کند. با مطالعه این مقاله می توانید اطلاعات کاملی از دماسنج بدست آورید.

دماسنج چیست

دماسنج وسیله ای است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. دماسنج ها می توانند درجات مختلفی از دما را از طریق روش های مختلف اندازه گیری کنند. همه آنها معمولاً از دو بخش اصلی شامل یک عنصر حسگر و یک مقیاس درجه بندی که معمولا دیجیتال یا آنالوگ است، تشکیل شده اند.

دماسنج ها معمولا دارای بدنه، ساقه، مقیاس و حباب هستند. عنصر حسگر تغییرات دما را تشخیص می ‌دهد و آن اطلاعات را به دستگاه نمایشگر منتقل می‌کند  که آن را به یک قالب قابل خواندن تبدیل می‌ کند.دماسنج ها می توانند دمای هوا، آب یا مواد دیگر را اندازه گیری کنند. دماسنج برای قرن ها به روش های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. اما دماسنج های مدرن بسیار دقیق تر و سریعتر عمل می کنند.

انواع دماسنج

انواع مختلفی از دماسنج ها در بازار موجود است که رایج ترین انواع آنها شامل موارد زیر است:

دماسنج دیجیتال

دماسنج های دیجیتال دما را با یک سنسور الکترونیکی اندازه گیری می کنند و نتایج را روی صفحه دیجیتال نمایش می دهند. آنها اغلب در پزشکی و برای اندازه گیری دمای بدن انسان و حیوانات استفاده می شوند. استفاده از آنها آسان، سریع، مقرون به صرفه و دقیق است.

خطرناک بودن جیوه یکی از دلایل مهم برای این است که چرا دماسنج های دیجیتال در حال حاضر به جای دماسنج های قدیمی استفاده می شوند. مردم در حال حاضر اغلب به جای دماسنج های جیوه ای قدیمی از دماسنج های دیجیتالی استفاده می کنند. این نوع دماسنج ها می توانند دمای بدن را از طریق کانال گوش یا قرار گرفتن روی پیشانی اندازه گیری کنند.

دماسنج پزشکی

دماسنج پزشکی به طور خاص برای انجام امور پزشکی طراحی شده اند و می توان از آنها برای اندازه گیری دمای بدن استفاده کرد. آنها به دو فرم مختلف وجود دارند. دماسنج های تماسی که دمای بدن را با تماس با پوست اندازه گیری می کنند و دماسنج های غیر تماسی که دما را بدون تماس با پوست اندازه گیری می کنند. این نوع از دماسنج اغلب به عنوان تب سنج شناخته می شوند که به صورت زیر دسته بندی می شوند:

• دماسنج‌های دهانی که برای اندازه گیری دمای بدن زیر زبان قرار می‌گیرند.
• دماسنج‌های مقعدی یا رکتوم که برای اندازه گیری دمای بدن درون رکتوم قرار می‌گیرند.
• دماسنج‌های چند منظوره که می‌توانند زیر زبان‌، درون رکتوم یا زیر بغل برای اندازه گیری دما استفاده شوند.

دماسنج جیوه ای

دماسنج جیوه ای رایج ترین نوع دماسنج است که شامل یک لوله شیشه ای حاوی ماده قرمز رنگ با یک مخزن در قسمت پایین است. این دماسنج ها از یک لوله شیشه ای نازک پر از جیوه استفاده می کنند که با تغییر دما منبسط و منقبض می شود و سپس دما از مقیاسی که روی لوله مشخص شده است خوانده می شود. این نوع دماسنج معمولا برای اندازه گیری دما در محیط آزمایشگاهی استفاده می شوند اما به دلیل ماهیت شکننده استفاده از آنها برای امور پزشکی توصیه نمی شود. دامنه اندازه گیری این نوع دماسنج از 35 – تا +500 درجه سانتی گراد است.

دماسنج آزمایشگاهی

دماسنج آزمایشگاهی برای اندازه گیری های مختلف در مطالعات و آزمایش های مختلف در زمینه علمی و پژوهشی استفاده می شود. علاوه بر انواع دماسنج های جیوه خانگی یا دیجیتال، دماسنج های تخصصی نیز وجود دارند که برای اهداف خاصی طراحی شده اند به عنوان مثال:

• دماسنج های مادون قرمز (لیزری) برای اندازه گیری دمای سطح بدون تماس.
• دماسنج هایی که برای قرار دادن در غذاها در حین پخت مواد غذایی استفاده می شوند.
• دماسنج های صنعتی برای کاربردهای تجاری و علمی استفاده می شوند.
• دماسنج های پایش آب و هوا برای ردیابی دمای هوا و بررسی آب و هوا استفاده می شوند.

دماسنج چگونه کار می کند

دماسنج با تشخیص تغییرات گرما یعنی اندازه گیری دمای یک جسم یا محیط کار می کند. گرما باعث انبساط مواد، تغییر خواص الکتریکی یا انتشار تشعشعات نامرئی می‌شود که همه اینها را می ‌توان به صورت دما اندازه‌ گیری کرد. چه یک دماسنج جیوه ای سنتی داشته باشید و یا یک دماسنج دیجیتال مدرن یا یک اسکنر مادون قرمز با تکنولوژی بالا، همه آنها بر یک اصل اساسی تکیه می کنند و آن اصل این است که گرما به روش های قابل پیش بینی روی ماده تأثیر می گذارد و ما می توانیم از این تغییرات برای اندازه گیری دما استفاده کنیم.

به عنوان مثال، در یک دماسنج جیوه ای سنتی، یک لوله شیشه ای باریک و دراز با جیوه پر شده و در دو انتها مهر و موم شده است. با تغییر دما، صرف نظر از نوع و توانایی دماسنج هنگامی که دما افزایش می یابد، ذرات موجود در ماده (جیوه یا سنسور در دماسنج دیجیتال) انرژی می گیرند و با سرعت بیشتری حرکت می کنند و باعث انبساط و بالا رفتن مایع می شوند و برعکس، وقتی دما کاهش می یابد، ذرات انرژی خود را از دست می دهند و کندتر حرکت می کنند و باعث انقباض ماده و پایین آمدن مایع می شوند.

مفهوم اساسی اندازه گیری دما

دما معیاری از میانگین انرژی جنبشی مولکول های درون یک ماده است. هنگامی که دما را با استفاده از دماسنج اندازه گیری می کنیم، اطلاعاتی در مورد سرعت حرکت مولکول ها بدست می آوریم. دماسنج ها مستقیماً گرما را اندازه گیری نمی کنند، بلکه دمای یک جسم را اندازه گیری می کنند.

پیشوند “ترمو-” به گرما اشاره دارد و “دینامیک” به مطالعه گرما اشاره دارد، بنابراین “ترمودینامیک” مطالعه گرما است. اندازه گیری دما فرآیند تعیین سطح گرما یا سرمای یک جسم یا محیط است. اکثر اجسام هنگام گرم شدن منبسط می شوند و هنگام سرد شدن منقبض می شوند. متداول ترین مقیاس های درجه حرارت فارنهایت، سلسیوس و کلوین هستند. این مقیاس ها دارای نقاط مرجع هستند، مانند نقاط انجماد و جوش آب، که امکان اندازه گیری دمای ثابت و استاندارد را فراهم می کنند. بنابراین با اندازه گیری انبساط یا انقباض یک ماده، یک دماسنج می تواند یک مقدار عددی را نشان دهد که نشان دهنده دمای یک جسم یا محیط است.

تاریخچه پیدایش دماسنج

تاریخچه کشف دماسنج ها به اوایل قرن هجدهم باز می گردد، زمانی که دانیل گابریل فارنهایت اولین دماسنج جیوه ای را در مقیاس فارنهایت در سال 1714 اختراع کرد. تقریباً در همان زمان، ستاره شناس سوئدی، آندرس سلسیوس، مقیاس سانتیگراد (که بعداً به مقیاس سلسیوس تغییر نام داد) را پیشنهاد کرد و او نقطه انجماد آب را 0 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آب را 100 درجه سانتیگراد تعریف کرد.

در ابتدا، دماسنج ها از موادی مانند الکل یا جیوه برای اندازه گیری دما بر اساس انبساط و انقباض آنها استفاده می کردند. با این حال، این دماسنج ‌های محدودیت ‌هایی داشتند، به ‌ویژه در دماهای پایین که در آن مایعات می‌ توانستند به کریستال جامد تبدیل شوند. در سال 1848، لرد کلوین مقیاس کلوین را معرفی کرد که از مفهوم صفر مطلق به عنوان پایین ترین دمای آن استفاده می کرد. مقیاس کلوین در حال حاضر به طور گسترده در کاربردهای علمی و صنعتی، به ویژه در دماهای بالا و پایین خارج از محدوده دماسنج های مایع استفاده می شود.

با پیشرفت تکنولوژی، دماسنج های الکترونیکی با استفاده از مقاومت الکتریکی یا سایر خواصی که با دما تغییر می کنند، ظاهر شدند. این دماسنج ها شامل انواع دیجیتال و مادون قرمز هستند که دقت بالا، زمان پاسخ سریع تر و توانایی اندازه گیری طیف وسیعی از دماها، از دمای بدن انسان تا دمای اجسام در فرآیندهای صنعتی را ممکن می سازند.

کاربردهای دماسنج

از انواع دماسنج برای اهداف مختلفی از جمله برای تعیین آب و هوا، برای اهداف پزشکی و علمی، مصارف صنعتی و مهندسی، پرواز هواپیماها، اندازه گیری دمای آب و کمک به تنظیم و جلوگیری از بلایایی مانند ذوب هسته ای استفاده می شود. در ادامه برخی از کاربردها شرح شده است:

انواع مختلفی از دماسنج های پزشکی وجود دارد که بسته به وضعیت بیمار می توان از آنها استفاده کرد. از جمله دماسنج های دهانی، دماسنج های مقعدی و دماسنج های نواری. دماسنج نواری اغلب برای کودکان کوچک استفاده می شود و  بر روی پیشانی بیمار قرار می گیرد. در خانه برای بررسی دمای اتاق می توان از دماسنج استفاده کرد. همچنین انواع دیجیتال می توانند دمای بدن را برای سرماخوردگی یا تب اندازه گیری کنند.

از دماسنج های آزمایشگاهی برای اندازه گیری دماهای مختلف در آزمایش ها و نظارت بر تغییرات واکنش های شیمیایی استفاده می شود. شما همچنین می توانید از آنها برای کالیبره کردن سایر ابزارها یا وسایل استفاده کنید. علامت گذاری دمای محلول در طول تیتراسیون یکی دیگر از کاربردهای رایج است.

در خودروها برای اندازه گیری دمای موتور و عملکرد سیستم خنک کننده می توان از دماسنج استفاده کرد. علاوه بر این رانندگان می توانند دمای بیرون را هنگام سفر کنترل کنند.

یک دماسنج می تواند به افراد کمک کند تصمیم بگیرند چه چیزی بپوشند یا منتظر چه آب و هوایی باشند. اگر هوا بسیار سرد است و باران می بارد، می توان به رانندگان در مورد احتمال بارش برف هشدار داد.

برای کاربردهای مختلف در صنعت، مانند نظارت بر دما در فرآیندهای تولید و آزمایش کیفیت محصولات برای تأیید استانداردهای ایمنی اغلب از دماسنج استفاده می شود علاوه بر این نیز برای اندازه گیری دمای محیط در محیط های صنعتی نیز استفاده می شوند.

در رستوران ها و کارخانجات تولیدی مواد غذایی، برای اندازه گیری دمای مواد غذایی پخته شده یا مواد تشکیل دهنده به منظور ایمنی مواد غذایی اغلب از دماسنج استفاده می شود.

دماسنج های مادون قرمز با تشخیص انرژی مادون قرمز ساطع شده از یک جسم، دما را از فاصله دور اندازه گیری می کنند. آنها معمولاً در محیط های صنعتی و پزشکی استفاده می شوند. به ویژه برای اندازه گیری دمای اجسام متحرک یا در مناطق صعب العبور مفید هستند. علاوه بر این ستاره شناسان نیز از این دماسنج برای اندازه گیری حرارت فضا استفاده می کنند.

نحوه استفاده از دماسنج در خانه

استفاده از دماسنج های دیجیتال در خانه بسیار راحت است شما می توانید این دماسنج را در زیر بغل یا زیر زبان استفاده کنید. دماسنج دیجیتال زیر بغل اغلب برای نوزادان کمتر از 3 ماه کاربرد دارد و فقط کافی است نوک دماسنج را در مرکز زیر بغل قرار نوزاد قرار دهید. سپس بازوی نوزاد را بی حرکت نگه دارید و دماسنج را روشن کنید و منتظر بمانید تا عدد ثابت شود.

دماسنج دیجیتال زیر زبانی برای کودکانی که به اندازه کافی بزرگ شده باشند قابل استفاده است. بهتر است حداقل 20 دقیقه قبل از اندازه گیری دمای بدن کودک چیز گرم و یا سردی برای خوردن به کودک نداده باشید. سپس ابتدا دماسنج را ضدعفونی کنید و نوک آن را زیر زبان کودک قرار دهید و از کودک خود بخواهید دهانش را کاملا بسته نگه دارد.

بیشتر بخوانید:

تحقیق در مورد خورشید کلاس چهارم