טמפרטורה היא מדד לכמות האנרגיה בחומר או במערכת הנמדדת. כאשר חומר כלשהו מתחמם פירוש הדבר שהמולקולות או האטומים שבו נעים יותר מהר (אנרגיה קינטית); יש יותר התנגשויות בין החלקיקים והתנגשויות יותר עוצמתיות. את הטמפרטורה מודדים ע"י מד טמפרטורה או מדחום.
הראשון להמציא ולהשתמש במד טמפרטורה היה גלילאו גליליי, בסוף המאה ה- 16. מד הטמפרטורה שהמציא היה מבוסס על התפשטות והתכווצות האוויר בטמפרטורות שונות.
במהלך מאות השנים הבאות חוקרים שונים הציעו שיפורים ושינויים שונים. במאה ה-18, גרמני בשם דניאל פרנהייט פיתח את מד הטמפרטורה הפועל על אלכוהול ובהמשך גם בעזרת כספית ושכלל אותם למוצר המוכר לנו היום. מד הטמפרטורה המוכר לנו קיום והנפוץ ביותר מורכב מצינורית נוזל (לרוב כספית נוזלית) . קצה הצינורית מורחב והוא בא במגע עם הסביבה ומושפע מהטמפרטורה; המשך הצינורית מצוי בתוך צינורית זכוכית שנייה כשביניהם וואקום המבודד את הצינורית הפנימית. כאשר הכספית מתחממת היא מתפשטת ועולה בצינורית שם היא נקראת על גבי סולם טמפרטורות המוטבע על גבי הצינורית.
הכספית מאוד מתאימה לתפקידה במד הטמפרטורה מכיוון שהיא נוזלית בטווח רחב מאוד של טמפרטורות (39- ועד 357 מעלות צלסיוס). בנוסף, כאשר הכספית הופכת למוצק (קופאת בטמפרטורה נמוכה מ 39-) היא אינה מתפשטת (כמו המים) ולכן אין סיכוי שמד הטמפרטורה ייסדק ויישבר. הבעיה עם הכספית שהיא רעילה ולכן יש להימנע מכל מגע איתה. כאשר מד הטמפרטורה נשבר הכספית מתקבצת ויוצרת מבנים כדוריים. הסיבה לכך היא מתח הפנים הגבוה הקיים בכספית; מבנה כדורי הוא בעל שטח הפנים המינימאלי לנפח נתון ולכן נוזל ישאף אליו. להסבר יותר מפורט ניתן לקרוא על בועות סבון בתשובה אחרת: לחץ כאן
מדי טמפרטורה נוספים:
(1). אלכוהול- מדחום המכיל נוזל משולב אלכוהול ותוסף צבע. טווח הטמפרטורות בהם האלכוהול נוזלי הוא -115 ועד +78 מעלות צלסיוס.
(2). מקדם התפשטות - מבוסס על מגע בין שתי מתכות (לרוב פלדה ונחושת) בעלות מקדם התפשטות שונה. כאשר הטמפרטורה משתנה המתכות מתכווצות או מתפשטות ביחס שונה.
(3). אינפרא (תת) אדום- מבוסס על עיקרון קרינת גוף שחור. כל גוף מקרין אנרגיה אלקטרומגנטית בתחום אינפרא-אדום (אנרגיית חום). פליטה זו היא ברת מדידה. [גוף שחור הוא גוף תיאורטי הבולע באופן מלא את כל אורכי הגל של קרינה אלקטרומגנטית וכתוצאה מכך משנה את הטמפרטורה שלו. הגוף השחור פולט קרינה אלקטרומגנטית בתלות בלעדית בטמפרטורה שלו].
(4). גביש נוזלי- משנה את צבעו בתלות בטמפרטורה.
(5). צמד תרמי (Thermocouple)- מבוסס על 2 מתכות בעלות מקדם עבודה שונה. כאשר הטמפרטורה משתנה נוצר מתח חשמלי (וולט) בין המתכות. המתח הוא בר מדידה וניתן להמירו לשינוי בטמפרטורה.
התמונות נלקחו מויקיפדיה
מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
