Günlük hayatta sıkça kullandığımız termometre cihazını hiç merak ettiniz mi? Termometre nedir, termometre nasıl çalışır, termometre neyi ölçer, termometre nasıl kullanılır, termometre çeşitleri nelerdir ilk akla gelen sorulardan bazıları.
Hadi gelin gündelik yaşamda oldukça sık kullanılan termometreyi daha yakından tanıyalım.
1. Termometre Nedir? Neyi Ölçer?
Önceden belirlenmiş bir ölçeğe göre bir maddenin sıcaklık “derecesini” (ya da sıcaklık durumunu) ölçebilen alete termometre denir.
Termometreler evlerde bulunduğumuz ortam sıcaklığının ölçülmesi başta olmak üzere tıpta, meteorolojide, gıda sektöründe, endüstride ve sıcaklık derecesinin ölçülmesine ihtiyaç olan daha bir çok alanda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Termometreler maddelerin sıcaklıkla düzgün olarak değişen özelliklerinden (termik özellikler) yararlanarak sıcaklıkları ölçebilirler. Sıcaklığa bağlı olarak değişen özelliklerden bazıları aşağıdaki gibidir:
- Sıvıların hacimlerinin değişmesi
- Bir katının uzunluğunun değişmesi
- Sabit hacimdeki bir gazın basıncının değişmesi
- Sabit basınçtaki bir gazın hacminin değişmesi
- Bir iletkenin elektrik direncinin değişmesi
- Çok sıcak cisimlerin renklerinin değişmesi
Termometreler ile sıcaklık seviyesi belirlenirken bu özelliklerden herhangi biri kullanılmaktadır. Şimdi termometre çeşitleri, yapıları ve nasıl çalıştıklarını hep birlikte inceleyelim.
2. Termometre Çeşitleri
Günlük hayatta yaygın olarak sıvılı, gazlı ve dijital termometreler kullanılmaktadır. Şimdi gelin bunları yakından inceleyelim.
2.1. Sıvılı Termometre Nedir?
Günlük hayatta en yaygın kullanılan termometre türü sıvılı termometrelerdir. Sıvılı termometreler, içinde ısıtıldığında genleşebilen bir sıvı içeren (civa veya alkol) ince cam bir tüpten ibarettir. Bu termometreler içindeki sıvının sıcaklıkla genleşmesi özelliği ile sıcaklık derecesini ölçerler.
Böyle bir aletin temel parçası, altında genişçe bir haznesi olan ince, uzun bir cam borudur. İçerisinde hava bulunmayan ve havanın basınç etkisini ortadan kaldırmak için de iki ucu kapatılmış olan cam borunun içine yeteri kadar civa ya da boyalı alkol konmuştur. (Termometre içindeki kırmızı renkli sıvı)
Sıcaklık yükseldiği zaman genleşir (hacmi büyür); kesiti sabit olan cam boru içinde, artan sıcaklıkla orantılı olarak sıvı düzeyi yükselir. Sıcaklık düşünce tersi olur; sıvı düzeyi aşağı iner.
2.1.1. Kalibrasyon
Termometreler sıcaklığı sabit kabul edilebilen bazı cisimlerle termal dengeye getirilerek kalibre edilirler. Böyle bir sistem, atmosfer basıncında, ısıl dengedeki su-buz karışımıdır.
Celcius sıcaklık ölçeğinde, su-buz karışımının sıcaklığı sıfır derece (0 °C) alınır. Bu sıcaklığa suyun buz noktası denir. Yaygın kullanılan başka bir sistem, atmosfer basıncında dengede olan su + su buharı karışımının sıcaklığıdır. Bu buhar noktasının sıcaklığı 100 °C’dir.
Civa sütununun yüksekliği bu iki sabit nokta arasında 100 eşit parçaya bölünürse, her bir bölme Celcius derecelik sıcaklığı gösterir. Bu sıcaklık ölçeğinde, suyun buz ve buhar noktaları arası 100’ e bölündüğünden santigrat ölçeği de denir.
2.1.2. Hassasiyet
Bu metotla kalibre edilen termometreler, çok hassas okumalara cevap vermekte zorlanır. Çünkü civa ve alkol farklı termal genleşme özelliklerine sahiptirler.
Bu termometrelerden, örneğin birinin 50 dereceyi gösterdiği yerde diğeri biraz farklı değer gösterir. Hatta aynı maddeyi kullanan termometreler de farklı sonuçlar verebilir. Homojen, ince, düzgün cam boruların yapılamaması buna neden olarak gösterilebilir.
Diğer bir problem de herhangi bir termometrenin okuduğu sıcaklık aralığının sınırlı olmasıdır. Civalı termometreler, örneğin civanın donma noktasının, yani -39 °C’nin altındaki sıcaklıklarda okuma yapamaz. Aslında, kullanılan maddelerden bağımsız, her sıcaklık bölgesi için uygun bir termometreye ihtiyaç vardır. Gazlı termometreler bu ihtiyaca cevap verirler.
2.2. Gazlı Termometre Nedir?
Gazların genleşme ve basıncına bağlı olarak çalışan termometre türüdür. Zira sıcaklığın ölçülmesinde en duyarlı ve doğru termometreler gaz termometreleridir. Çünkü gazların genleşme katsayıları sıcaklıkla değişmez. Bu nedenle de ideal bir gazın sabit basınç altındaki hacmi, mutlak sıcaklık ile doğru orantılı olur.
İşin ilginç yanı ilk termometrenin böyle bir alet oluşudur. Gerçekten, 1592 yılında Galileo‘nun yaptığı ilk termometre havalı (yani gazlı) bir sıcaklık ölçme aleti idi. Termograf aletinde metalik termometre vardır. Bazı termometreler Isı Pili temeline dayandırılmıştır. Ayrıca platinin direncinin sıcaklıkla değişmesi özelliğinden yararlanan termometreler de yapılmıştır.
2.3. Dijital Termometre Nedir?
Dijital termometreler sıvı termometrelerin kullanım açısından en yaygın biçimidir. Zira gıda, imalat, tıp, bilimsel çalışmalar hatta evlerde geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Bu termometrelerin bu kadar popüler olmasının sebebi kolay kullanılabilir olmasıdır.
Sensörleri çeşitli elektronik ekipmanlar olup, genelde pil ile çalışırlar. Üzerlerinde ölçümü gösteren dijital bir ekran bulunmaktadır. Dijital termometreler genellikle bir ondalık basamağa kadar sayısal okuma yapar ve bu özelikleri onları klasik sıvılı termometrelerden daha hassas hale getirir.
3. Sonuç
Bu makalede termometre nedir konusuna değinirken günlük hayatta sıkça kullanılan termometre çeşitleri üzerine de kısaca bilgi verdim. Açıkçası termometreleri hemen her yerde görüyoruz: Bir banka tabelasında, fırında, hastanede, aracımızın gösterge panelinde ve daha bir çok noktada.
Her durumda sıcaklığı ölçen bu aygıtlar hayatımızın içinde önemli bir yere sahip. Merak eden ve konuyu araştıranlar için yazımın faydalı olmasını diliyorum.