Термометр — прибор для измерения температуры¶

Термометр — это прибор (от греч. thermos — «горячий» и metron — «мера»), предназначенный для измерения температуры тел, веществ и сред. Термометрия является одной из основных разделов физики и технической метрологии; показания термометров используются в научных исследованиях, промышленности, медицине, метеорологии и повседневной жизни.

¶Принцип действия

Все термометры работают на основе зависимости какого-либо физического свойства вещества от температуры. В зависимости от того, какое свойство используется, различают следующие типы:

• Жидкостные (расширение жидкости) — наиболее распространённый тип бытовых термометров. Обычно заполняются ртутью или спиртом. При нагревании жидкость расширяется и поднимается по узкой капиллярной трубке.
• Газовые (расширение газа) — основаны на законе Шарля: при постоянном давлении объём газа пропорционален абсолютной температуре. Применяются в лабораториях и как барометрические термометры.
• Биметаллические — два металла с разными коэффициентами теплового расширения прочно соединены в пластину; при изменении температуры пластина изгибается, перемещая стрелку прибора.
• Электрические — сопротивление металлов (преимущественно платины) и полупроводников (термисторов) меняется с температурой. Термопары работают на эффекте Зеебека: на стыке двух разнородных проводников при разности температур возникает ЭДС.
• Инфракрасные (пирометры) — измеряют мощность теплового излучения объекта, не соприкасаясь с ним.
• Жидкокристаллические — цвет чувствительного слоя меняется в зависимости от температуры.

¶Шкалы температуры

Для количественной оценки температуры используют температурные шкалы:

В Российской Федерации, как и в большинстве стран, официально применяется шкала Цельсия; в науке и технике также используется абсолютная шкала Кельвина, нулевая точка которой соответствует абсолютному нулю (−273,15 °C).

¶История

Первые устройства для измерения температуры появились в XVII веке. В 1593 году итальянский учёный Галилео Галилей создал термоскоп — примитивный прибор, показывающий относительное изменение температуры, но не имевший шкалы. В 1657 году флорентийские академики под руководством Фердинандо Медичи усовершенствовали конструкцию, закрыв стеклянную колбу и заполнив её жидкостью.

Первый термометр со шкалой создал в 1714 году немецкий физик Даниэль Генрих Фаренгейт. Он же предложил шкалу, названную его именем, и первым использовал ртуть в качестве рабочего тела. В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий предложил десятичную шкалу, первоначально имевшую обратный порядок (0 °C — точка кипения, 100 °C — точка замерзания); современный вид она получила после работ Карла Линнея. В 1848 году лорд Кельвин предложил абсолютную термодинамическую шкалу, ставшую основой СИ.

¶Медицинский термометр

Отдельного упоминания заслуживает медицинский термометр — ртутный или электронный прибор для измерения температуры тела человека. Нормальная температура тела здорового взрослого человека составляет около 36,6 °C. Клинический ртутный термометр имеет диапазон измерений 35–42 °C и конструктивную особенность — сужение (пережим) капилляра у основания стеклянной колбы, которое не позволяет ртути опуститься самопроизвольно после извлечения прибора из тела. В России производство и продажа ртутных медицинских термометров с 2014 года постепенно ограничивались в рамках международной Конвенции о ртути; с 1 января 2021 года их выпуск и ввоз в страну запрещены.

¶Применение

Термометры применяются повсеместно:

• Медицина — измерение температуры тела пациента.
• Метеорология — термометры в метеостанциях, в том числе психрометры (два термометра — сухой и смоченный — для определения влажности воздуха).
• Промышленность — контроль температурных режимов в печах, реакторах, холодильных установках.
• Наука — лабораторные термометры, криометры (для низких температур), пирометры (для высоких, свыше 500 °C).
• Быт — комнатные, уличные, кухонные термометры.

¶Интересные факты

Слово «термометр» закрепилось в русском языке благодаря переводам работ немецкого физика Георга-Фридриха Бюргера, который ввёл его в обиход русской научной школы в XVIII веке. Самые точные современные термометры — адиабатические и капиллярные — способны измерять температуру с погрешностью тысячных и даже сотых долей градуса, а криометры на основе ядерно-магнитного резонанса работают вблизи абсолютного нуля.

¶Источники

• Большая российская энциклопедия, т. «Термометрия»
• Физический энциклопедический словарь
• ГОСТ 8.593-2014 «ГСИ. Термометры контактные. Средства измерений. Требования к точности»
• Большая медицинская энциклопедия