कैसे एक थर्मामीटर हवा के तापमान को मापता है?

बाहर कितना गर्म है? आज रात कितनी ठंड होगी? एक थर्मामीटर - एक उपकरण जिसका उपयोग हवा को मापने के लिए किया जाता है तापमान-आइस हमें बताता है, लेकिन यह कैसे बताता है कि यह पूरी तरह से एक और सवाल है।

यह समझने के लिए कि थर्मामीटर कैसे काम करता है, हमें भौतिकी से एक बात को ध्यान में रखना चाहिए: एक तरल का विस्तार होता है मात्रा (अंतरिक्ष की मात्रा जो इसे ऊपर ले जाती है) जब इसका तापमान बढ़ता है और इसके तापमान में कमी आती है ठंडा करता है।

जब एक थर्मामीटर के संपर्क में आता है वातावरणआसपास की हवा का तापमान इसे खत्म कर देगा, आखिरकार थर्मामीटर के तापमान को अपने आप में संतुलित कर देगा - एक प्रक्रिया जिसकी फैंसी वैज्ञानिक नाम "थर्मोडायनामिक संतुलन" है। यदि थर्मामीटर और यह अंदर तरल है तो इस संतुलन तक पहुंचने के लिए गर्म होना चाहिए, तरल (जो गर्म होने पर अधिक जगह लेगा) बढ़ जाएगा क्योंकि यह एक संकीर्ण ट्यूब के अंदर फंस गया है और कहीं नहीं गया है लेकिन ऊपर। इसी तरह, अगर थर्मोमीटर का तरल हवा के तापमान तक पहुंचने के लिए ठंडा होना चाहिए, तो तरल मात्रा में सिकुड़ जाएगा और ट्यूब को नीचे कर देगा। एक बार जब थर्मामीटर का तापमान आसपास की हवा को संतुलित कर देता है, तो उसका तरल हिलना बंद हो जाएगा।

थर्मामीटर के अंदर तरल का भौतिक उत्थान और पतन केवल उसी का हिस्सा है जो इसे काम करता है। हां, यह क्रिया आपको बताती है कि एक तापमान परिवर्तन हो रहा है, लेकिन इसे आंकने के लिए संख्यात्मक पैमाने के बिना, आप केवल यह मापने में असमर्थ होंगे कि तापमान परिवर्तन क्या है। इस तरह, थर्मामीटर के ग्लास से जुड़े तापमान एक प्रमुख (यद्यपि निष्क्रिय) भूमिका निभाते हैं।

जब यह सवाल आता है कि थर्मामीटर का आविष्कार किसने किया, नामों की सूची अंतहीन है। ऐसा इसलिए है क्योंकि थर्मामीटर 16 वीं से 18 वीं शताब्दी के दौरान विचारों के संकलन से विकसित हुआ, जिसकी शुरुआत 1500 के दशक के अंत में हुई थी गैलिलियो गैलिली पानी से भरे ग्लास ट्यूब का उपयोग करके एक उपकरण विकसित किया, जिसमें भारित ग्लास बुवाई होती है जो उच्च गति पर तैरता है ट्यूब में या उसके बाहर की हवा की गर्मता या ठंड के आधार पर सिंक (लावा की तरह) दीपक)। उनका आविष्कार दुनिया का पहला "थर्मोस्कोप" था।

1600 के दशक की शुरुआत में, वेनिस के वैज्ञानिक और दोस्त थे गैलीलियो, सेंटोरियो, ने गैलीलियो के थर्मोस्कोप में एक स्केल जोड़ा ताकि तापमान परिवर्तन के मूल्य की व्याख्या की जा सके। ऐसा करते हुए उन्होंने दुनिया के पहले आदिम थर्मामीटर का आविष्कार किया। थर्मामीण्डो I डी 'मेडिसी ने जब तक इसे इस्तेमाल नहीं किया तब तक थर्मामीटर ने इसे आकार नहीं दिया था। 1600 के दशक के मध्य में इसे एक मोहरबंद ट्यूब के रूप में एक बल्ब और स्टेम (और शराब से भरा) के रूप में बदल दिया। अंत में, 1720 के दशक में, फारेनहाइट इस डिज़ाइन को लिया और "इसे बेहतर किया" जब उन्होंने पारा (शराब या पानी के बजाय) का उपयोग करना शुरू किया और अपने खुद के तापमान पैमाने को तेज कर दिया। पारा का उपयोग करके (जिसमें कम हिमांक होता है, और जिसका विस्तार और संकुचन पानी की तुलना में अधिक दिखाई देता है) अल्कोहल की), फारेनहाइट के थर्मामीटर ने तापमान को कम होने की अनुमति दी है और अधिक सटीक माप किया जाना है देखे गए। और इसलिए, फ़ारेनहाइट के मॉडल को सर्वश्रेष्ठ के रूप में स्वीकार किया गया था।

फ़ारेनहाइट के ग्लास थर्मामीटर सहित, हवा के तापमान को लेने के लिए उपयोग किए जाने वाले 4 मुख्य प्रकार के थर्मामीटर हैं:

तरल-इन-गिलास। यह भी कहा जाता है बल्ब थर्मामीटर, इन बुनियादी थर्मामीटरों का उपयोग अभी भी राष्ट्रव्यापी स्टीवनसन स्क्रीन मौसम स्टेशनों में किया जाता है राष्ट्रीय मौसम सेवा दैनिक अधिकतम और न्यूनतम तापमान टिप्पणियों को लेते समय सहकारी मौसम पर्यवेक्षक। वे एक ग्लास चेंबर ("स्टेम") से बने होते हैं, जिसमें एक गोल कक्ष ("बल्ब") होता है, जिसमें तापमान को मापने के लिए प्रयुक्त तरल होता है। जैसे ही तापमान बदलता है, तरल की मात्रा या तो फैल जाती है, जिससे यह तने में चढ़ जाता है; या कॉन्ट्रैक्ट्स, यह बल्ब की ओर स्टेम से बाहर नीचे हटने के लिए मजबूर करता है।

नफरत है कि इन पुराने जमाने के थर्मामीटर कितने नाजुक हैं? उनका ग्लास वास्तव में उद्देश्य पर बहुत पतला बनाया गया है। कांच को जितना पतला किया जाए, उधर से गुजरने के लिए उष्मा या ठंड के लिए कम सामग्री होती है और तरल उस गर्मी या ठंड का जवाब देता है - यानी कम अंतराल है।

द्वि-धातु या वसंत। आपके घर, खलिहान या आपके पिछवाड़े में लगा हुआ डायल थर्मामीटर एक प्रकार का द्वि-धातु थर्मामीटर है। (आपका ओवन और रेफ्रिजरेटर थर्मामीटर और भट्ठी थर्मोस्टेट अन्य उदाहरण हैं, भी।) यह एक का उपयोग करता है दो अलग-अलग धातुओं (आमतौर पर स्टील और तांबे) की पट्टी जो अलग-अलग दरों पर विस्तार करती है तापमान। धातुओं की दो अलग-अलग विस्तार दरें पट्टी को एक तरह से मोड़ने के लिए मजबूर करती हैं यदि उसके शुरुआती तापमान से ऊपर गरम किया जाता है, और इसके नीचे ठंडा होने पर विपरीत दिशा में। तापमान कितना पट्टी / कुंडल तुला है द्वारा निर्धारित किया जा सकता है।

शीतलक। थर्मोइलेक्ट्रिक थर्मामीटर डिजिटल डिवाइस हैं जो एक उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सेंसर (जिसे "थर्मिस्टर" कहते हैं) का उपयोग करते हैं बिजली का वोल्टेज. जैसे ही विद्युत धारा एक तार के साथ यात्रा करती है, तापमान परिवर्तन के रूप में इसका विद्युत प्रतिरोध बदल जाएगा। प्रतिरोध में इस परिवर्तन को मापने से तापमान की गणना की जा सकती है।

उनके ग्लास और द्वि-धातु चचेरे भाई के विपरीत, थर्मोइलेक्ट्रिक थर्मामीटर बीहड़ हैं, तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, और मानव आंखों द्वारा पढ़ने की आवश्यकता नहीं है, जो उन्हें स्वचालित उपयोग के लिए एकदम सही बनाता है। यही कारण है कि वे स्वचालित हवाई अड्डे के मौसम स्टेशनों के लिए पसंद के थर्मामीटर हैं। (नेशनल वेदर सर्विस आपको अपने वर्तमान स्थानीय तापमानों को लाने के लिए इन AWOS और ASOS स्टेशनों के डेटा का उपयोग करती है।) वायरलेस व्यक्तिगत मौसम स्टेशन भी थर्मोइलेक्ट्रिक तकनीक का उपयोग करते हैं।

अवरक्त। इन्फ्रारेड थर्मामीटर कितनी ऊष्मा ऊर्जा का पता लगाकर दूरी पर तापमान को मापने में सक्षम हैं प्रकाश स्पेक्ट्रम के अदृश्य अवरक्त तरंग दैर्ध्य) एक वस्तु बंद और से एक तापमान की गणना करता है यह। इन्फ्रारेड (आईआर) उपग्रह इमेजरी-जिसमें सबसे अधिक और सबसे ठंडा दिखाया गया है बादल चमकीले सफेद, और निम्न, गर्म बादलों के रूप में ग्रे - एक प्रकार के क्लाउड थर्मामीटर के रूप में सोचा जा सकता है।

अब जब आप जानते हैं कि थर्मामीटर कैसे काम करता है, यह देखने के लिए प्रत्येक दिन इन दिनों को करीब से देखें कि आपका उच्चतम और सबसे कम हवा का तापमान क्या होगा.

• श्रीवास्तव, ज्ञान पी। भूतल मौसम संबंधी उपकरण और मापन अभ्यास। नई दिल्ली: अटलांटिक, 2008।