Teploměry

Teploměry

K měření teploty používáme různé teploměry.

Fyzika

Klíčová slova

teploměr, Teplota, změna teploty, tepelná roztažnost, Celsia, Fahrenheit, infračervené, infračervené záření, tepelné záření, plynový teploměr, kovový teploměr, bimetal, termostat, elektrický proud, Odpor, Napětí, termodynamika, fyzikální vlastnost, hlasitost, plyn, elektřina, fyzika

Související doplňky

Scénky

Typy teploměrů

  • bezkontaktní teploměr
  • teploměry založené na principu tepelné roztažnosti
  • kapalinový teploměr
  • bimetalický teploměr
  • plynový teploměr
  • elektrický teploměr

Teploměry neměří přímo teplotu, ale nějakou vlastnost látky, která závisí na teplotě. Existují tři základní typy teploměrů.

Princip fungování jednoho z nich je založen na tepelné roztažnosti látek. To znamená, že zvýšením teploty se zvyšuje i objem látky. Podle míry zvětšení objemu můžeme vyvodit teplotu.

Při druhém typu se využívá závislost elektrických vlastností látek na teplotě. Tyto teploměry se označují jako elektrické teploměry.

Fungování bezkontaktních teploměrů je založeno na elektromagnetickém záření, které vyzařují teplá tělesa. Složení tohoto záření závisí na teplotě. To umožňuje bezkontaktní měření teploty i z větší vzdálenosti.

Bimetalický teploměr

Když se teplota zvýší, částice, které tvoří danou látku, se pohybují rychleji, a tak vyplňují větší prostor, tedy se zvětšuje objem dané látky. Platí to pro většinu plynných, kapalných a pevných látek. Výjimkou je voda, která se v rozmezí 0-4 °C zpráva přesně opačně.

Teploměry založené na principu tepelné roztažnosti využívají zmíněný jev.

V případě kapalinových teploměrů se musí vybrat taková kapalina, která v rámci požadovaného měřícího rozsahu nezamrzne a nesevře. Pro tento účel se nejčastěji používá líh a rtuť. Avšak používání rtuti je v současnosti v mnoha zemích zakázáno, protože při rozbití teploměru se z rtuti uvolňují výpary, které mohou poškodit zdraví.

Plynové teploměry se používají hlavně na měření nízkých teplot, protože plyny mají nízký bod mrazu.

Kovové teploměry nejsou nejvhodnější pro přesné měření teplot, ale tepelná roztažnost vytváří v pevných materiálech silné napětí, díky čemuž je lze použít k ovládání spínačů.

Takovým teploměrem je například bimetalický teploměr, který se vyrábí svařováním dvou různých kovových pásků. Svařené kovové pásky, které mají v případě tepelné roztažnosti různé vlastnosti, se při změně teploty ohnou a mohou zapínat/vypínat elektrické spínače. Tento typ teploměrů ovládal v minulosti spínače časovačů osvětlení schodišť, tepelné regulátory elektrických žehliček, termostaty odpovědné za regulaci teploty chladící vody v autech.

Plynový teploměr

Kapalinový teploměr

Elektrický teploměr

Elektrické teploměry jsou vhodné i pro přesné měření, navíc díky malým rozměrům méně ovlivňují teplotu měřené látky.

Známe tři typy elektrických teploměrů: odporový teploměr, termistor a termočlánek.

Odporový teploměr je založen na tom, že odpor kovů závisí na teplotě, obvykle se zvyšuje spolu s teplotou. Odpor lze měřit velmi přesně, takže i teplotu lze vyvodit s velkou přesností.
Termistory se liší od kovových odporových teploměrů tím, že jsou vyrobeny z polovodičů, díky čemuž jejich odpor je citlivější na teplotu.
Termočlánek sestává ze dvou různých kovových drátů, které jsou svařeny nebo zkrouceny. Na styčném povrchu těchto dvou kovů se vždy vytváří elektrické napětí. To je způsobeno tím, že valenční elektrony v různých kovech mají rozličnou energetickou hladinu, a proto se část elektronů s vyšší energetickou hladinou přesouvá na druhý kov, dokud nenastane energetická rovnováha, to vytváří elektrické napětí.
Vzniklé napětí závisí na teplotě, a proto prostřednictvím jeho měření můžeme vyvodit teplotu. Měřící rozsah je větší, než v případě termistorů.

Bezkontaktní teploměr

Pyrometry a infračervené teploměry dokážou změřit teplotu i z dálky.

Tyto teploměry se používají v případě těžko dostupných předmětů nebo roztavených kovů, které by ostatní teploměry roztály. Využívají se i při hledání zdrojů tepelné ztráty na budovách.

Bezkontaktní měření teploty je založeno na tom, že tělesa vyzařují elektromagnetické záření, jehož složení a intenzita závisí na jejich teplotě.

Největší část tohoto záření spadá do neviditelného infračerveného spektra, ale rozžhavená tělesa s teplotou vyšší než 600 °C vyzařují i ​​viditelné světlo.
Bezkontaktní teploměr sestává z optické jednotky, detektoru a jednotky na zpracování signálů. Často je vybaven i laserovým zaměřovacím zařízením, abychom přesně věděli, teplotu které části povrchu tělesa měříme.

Některé bezkontaktní teploměry měří intenzitu dopadajícího záření, z níž můžeme vyvodit teplotu, pokud známe vzdálenost od cílového objektu. Cílový objekt musí zcela vyplnit zorné pole optiky měřícího přístroje, v opačném případě bude ukazovat nižší teplotu.

Jiný druh bezkontaktních teploměrů neměří intenzitu záření, ale složení vlnové délky, protože to je charakteristické pouze pro teplotu, zatímco intenzita závisí i na velikosti povrchu a vzdálenosti od měřicího přístroje.
Čím je těleso teplejší, tím nižší je vlnová délka nejintenzivnějšího záření. Jelikož barva tělesa zkresluje vyzářené záření, respektive i další faktory mohou působit rušivě (např prašný vzduch), tato metoda měření není vždy přesná.

Vyprávění

Teploměry neměří přímo teplotu, ale nějakou vlastnost látky, která závisí na teplotě. Existují tři základní typy teploměrů. Bezkontaktní teploměry, teploměry založené na principu tepelné roztažnosti a elektriké teploměry.

Když se teplota zvýší, částice, které tvoří danou látku, se pohybují rychleji, a tak vyplňují větší prostor, tedy se zvětšuje objem dané látky. Teploměry založené na principu tepelné roztažnosti využívají tento jev.

V případě kapalinových teploměrů se musí vybrat taková kapalina, která v rámci požadovaného měřícího rozsahu nezamrzne a nesevře. Pro tento účel se nejčastěji používá líh.

Změna teploty plynů ovlivňuje jejich objem, takže jsou vhodné pro měření teploty. Plynové teploměry mohou být použity pro měření extrémně nízkých teplot kvůli nízkému bodu mrazu plynů.

Kovové teploměry nejsou nejvhodnější pro přesné měření teplot, ale tepelná roztažnost vytváří v pevných materiálech silné napětí, díky čemuž je lze použít k ovládání spínačů. Takovým teploměrem je například bimetalický teploměr, který se vyrábí svařováním dvou různých kovových pásků. Svařené kovové pásky, které mají v případě tepelné roztažnosti různé vlastnosti, se při změně teploty ohnou a mohou zapínat/vypínat elektrické spínače.

Elektrické teploměry jsou vhodné i pro přesné měření, navíc díky malým rozměrům méně ovlivňují teplotu měřené látky. Známe tři typy elektrických teploměrů: odporový teploměr, termistor a termočlánek.

Elektrické teploměry jsou založeny na tom, že odpor kovů závisí na teplotě, obvykle se zvyšuje spolu s teplotou. Odpor lze měřit velmi přesně, takže i teplotu lze vyvodit s velkou přesností.

Pyrometry a infračervené teploměry dokážou změřit teplotu i z dálky. Tyto teploměry se používají v případě těžko dostupných předmětů nebo roztavených kovů, které by ostatní teploměry roztály. Využívají se i při hledání zdrojů tepelné ztráty na budovách. Bezkontaktní měření teploty je založeno na tom, že tělesa vyzařují elektromagnetické záření, jehož složení a intenzita závisí na jejich teplotě. Největší část tohoto záření spadá do neviditelného infračerveného spektra.

Související doplňky

Dílna Galilea Galileiho

Galileo Galilei obohatil fyziku a astronomii o důležité poznatky.

Tepelná roztažnost mostů

Délka kovové konstrukce mostů se mění při změnách teploty.

Tání a tuhnutí

Během zmrazování vznikají mezi molekulami vody vodíkové vazby, což vede ke krystalické struktuře.

Fázový přechod

Fázový přechod je přeměna látky z jednoho skupenství do druhého.

Jak funguje vysoušeč vlasů?

Tato animace představuje strukturu a fungování vysoušeče vlasů.

Vypařování a vření

Co se odehrává v kapalině během vření a vypařování? Od čeho závisí bod varu kapaliny?

pVT-diagram ideálních plynů

Vztahy mezi tlakem, objemem a teplotou ideálních plynů je popsán zákonem plynů.

Horkovzdušný balón

Horkovzdušný balón je létající balón, který se zvedá pomocí horkého vzduchu.

Jak to funguje? - Elektrická napařovací žehlička

Tato animace prezentuje strukturu a fungování elektrických napařovacích žehliček.

Jak to funguje? - Klimatizace

Klimatizace ochlazuje vzduch uvnitř místnosti tím, že čerpá teplo a uvolňuje ho ve vnějším prostoru.

Jak to funguje? - Lednička

Tato animace prezentuje jak funguje lednička.

Meteorologické přístroje(pokročilý)

Tato animace nám představí nástroje, které se používají ke zkoumání atmosférických jevů.

Added to your cart.