Termometro

Kristalezko termometroa.

Galileo Galilei, termoskopioaren asmatzailea.

Termometroa tenperatura neurtzeko erabiltzen den gailua da. Asmatu zenean, ez zuen tenperaturaren balio zehatza ematen. Denboran zehar, termometroek asko eboluzionatu dute; eta gaur egun oso neurketa zehatzak egin ditzakete, bereziki termometro digitalaren garapena dela eta.

Sarrera

Hasieran, termometroak dilatazio fenomenoan oinarritu ziren. Fenomeno hau tenperatura aldatzean material baten tamaina handitzen denean gertatzen da. Hortaz, dilatazio-koefiziente handia zuten materialak hautatzen ziren normalean termometroetarako, hau da, tenperatura-aldaketekin haien tamaina asko aldatzen duten materialak.

Bazegoen momentu bat non termometroak ez ziren existitzen. Termoskopioa izan zen termometroaren aurretiko gailua; Galileo Galileik sortutakoa, hain zuzen ere. Esfera itxi bati lotutako beirazko hodia zen. Beheko muturra irekita zegoen, eta alkoholezko eta urezko nahasketa batean sartzen zen, esfera goian uzten. Likidoa berotzean, hoditik igotzen zen, eta altueraren arabera tenperaturaren erreferentzia lortzen zuten.

1611. eta 1613. urteen artean Galileoren tresnari zenbakizko eskala bat gehitu zioten bai Francesco Sagredok eta bai Santorio Santoriok. Hala ere, gehienetan, azken honen egiletza onartzen da termometroaren agerpenerako.

Termometroen erabilera hedatzen hasi zenean, merkurioa zen gehien erabiltzen zen substantzia, eskala graduatua zuen beirazko hodi baten barruan sartuta, tamaina-aldaketak tenperaturarekin zuzenki erlazionatzeko. Espainian merkuriozko termometroak fabrikatzea debekatu zen 2007ko uztailean, eragin kutsatzaileaz gain, merkurioak efektu toxikoa duela aurkitu zelako. Latinoamerikan, bestalde, merkuriozko termometroak asko erabiltzen dira oraindik ere. Ez da horrela gertatzen, ordea, ospitale eta osasun zentroetan; horietan termometro digitalak dira arruntagoak. Beste aldetik, kolorez tindatutako alkoholak ere erabiltzen ziren termometro batzuetan.

Tenperatura neurtzeko gailuak asmatzen ziren bitartean, asmatzaile bakoitzak eskala espezifikoa aukeratu zuen. Tenperatura eskalak neurketa kualitatibo batetik neurketa kuantitatibo batera pasatzeko gaitasuna ematen zuten, zehaztasun gehiagorekin.

Tenperatura-eskalak

Daniel Gabriel Fahrenheit.

Lehen esan den moduan, neurketa kuantitatiboak abantaila asko zekartzan; hori dela eta, tenperatura-eskalak asmatzen hasi ziren. Tenperatura-eskalak tenperatura neurtzeko erabiltzen diren zatien segida mailakatuak dira. ​

Munduan gehien erabiltzen den tenperatura-eskala Celsius eskala da (ºC). Anders Celsius izan zen honen asmatzailea, eta haren omenez eskala hau Celsius izenez ezagutzen dugu. Eskala honek uraren izozte-puntua eta irakite-puntua hartzen ditu erreferentzia-puntutzat: 0 ºC eta 100 ºC (presio atmosferikoan neurtuta), hurrenez hurren.

Beste aldetik, Fahrenheit eskala dugu (ºF), Daniel Gabriel Fahrenheit fisikariak 1724an asmatua. Eskala hau Estatu Batuetan eta beste herrialde gutxietan erabiltzen da. Honek 0 ºF (ura, izotza eta amonio kloruroa nahasiz egindako) gatzun-disoluzio baten izozte-tenperatura (ura, izotza eta amonio kloruroa nahasiz egina) hartzen du erreferentzia puntutzat. Bestalde, goiko erreferentzia puntua, 96ºF, Fahrenheitek estimatutako giza gorputzaren batez besteko tenperatura hartuta zehaztu zen.

Tenperatura-eskalak

Hala ere, zientziaren arloan gehien erabiltzen den tenperatura-eskala Kelvin eskala da, Lord Kelvinek proposatu zuena. Kelvinek 0 K erreferentzia-puntu gisa zero absolutuan (–273,15 °C) ezarri zuen, eta Celsius eskalaren dimentsio bera mantendu. Zero absolutua oso kontzeptu garrantzitsua da termodinamika arloan. Celsiusetik kelvinera berreskalatu dezakegu zuzenean kenketa baten bidez: T_K = T_°C + 273,15.

Beste eskala asko badaude ere, gaur egun ez dira erabiltzen. Hala ere, edozein eskalatatik beste eskala batera igaro gaitezke adierazpen honen bidez:

$${\frac {\theta -\theta _{C}}{\theta _{H}-\theta _{C}}}={\frac {T-T_{C}}{T_{H}-T_{C}}}$$

non $\theta _{C}$ eta $T_{C}$ uraren izozte puntuko tenperaturak diren, bakoitza eskala batean. Era analogoan, $\theta _{H}$ eta $T_{H}$ uraren irakite puntua adierazten dute.

Beraz, tenperatura eskala batetik bestera pasatzeko, uraren izozte eta irakite puntuetatik abiatuta, hurrengo formularen bidez lortu dezakegu:

$$\theta ={\frac {T-T_{C}}{T_{H}-T_{C}\cdot (\theta _{H}-\theta _{C})}}+\theta _{C}$$

Eskalak agertzen ziren bitartean, termometroak garatzeko teknologia ere hobetuz joan zen. Horrek gailu berriak asmatzea bultzatu zuen.

Termometro motak

Hainbat termometro mota daude, zeinek hainbat fenomeno fisiko erabiltzen dituzten neurketak egiteko. Gainera, bakoitzak zenbait esparrutan erabiltzen dira, haien ezaugarriak direla eta. Hauek dira erabilienak:

• Merkuriozko termometroa: merkurioa duen beirazko hodia da, itxita dagoena. Bertan merkurioaren bolumena tenperaturarekin batera uniformeki aldatzen da. Bolumen-aldaketa hori eskala graduatu batean ikus daiteke. Merkuriozko termometroa Gabriel Fahrenheit-ek asmatu zuen 1714. urtean.
• Pirometroa: tenperatura altuetarako termometroa da, galdategietan, beira fabriketan, zeramikaren labeetan eta abarretan erabiltzen dena. Funtzionamendu-printzipioaren arabera hainbat mota daude:
  • Pirometro optikoa: Wien-en erradiazio termikoaren banaketa-legean oinarritzen da. Lege horren arabera, erradiazioaren kolorea tenperaturarekin aldatzen da. Tenperatura altuak neurtzeko erabiltzen dira (700 ºC-tik 3.200 ºC-rako tenperaturak).
  • Erradiazio totaleko pirometroa: Stefan-Boltzmannen legean oinarritzen da. Lege horren arabera, gorputz beltz batek igortzen duen energiaren intentsitatea bere tenperatura absolutuaren laugarren potentziaren proportzionala da.
  • Infragorrien pirometroa: lente batek iragazitako erradiazio infragorria hartzen du sentsore fotorresistibo baten bidez, eta horrek korronte elektrikoa sortzen du. Korronte horren arabera, zirkuitu elektroniko batek tenperatura kalkulatzen du. Bai 0 ºC azpiko tenperaturak eta bai 2.000 ºC baino altuagoak ere neurtu ahal ditu.
  • Pirometro fotoelektrikoa: efektu fotoelektrikoan oinarritzen da, zeinaren arabera erradiazio termikoak kristal erdieroaleetan eraginda elektroiak askatzen dituen.
• Metalezko xafladun termometroa: dilatazio-koefiziente oso desberdinak dituzten bi metalezko xaflez osatuta dago. Fabrikatzerakoan, bata bestearen barruan jartzen da (zehatzago, koefiziente altuena duen xafla barruan geratzen da).
• Gas-termometroa: presio edo bolumen konstantekoak izan daitezke. Horrelako termometroak oso zehatzak dira, eta, oro har, beste termometro mota batzuk kalibratzeko erabiltzen dira.
• Erresistentzia-termometroa: alanbre metaliko bat da (platinozkoa, adibidez), tenperatura erresistentzia elektrikoaren bidez neurtzen duena.
• Termopar: bi metalen soldadura berotzen denean sortzen den indar elektroeragilea neurtuz tenperatura ematen du.

  

  Termoparea.

• Termometro digitala: zirkuitu elektronikoak erabiltzen ditu neurtutako tentsio-aldaketa txikiak zenbaki bihurtzeko; horrela, azkenean, pantaila batean erakusten dute tenperatura.
• Termometro klinikoa: gorputz-tenperatura neurtzeko erabiltzen da. Galiozkoa eta digital tradizionala daude.

Terminologia teknikoa

Artikulu honetan zenbait termino tekniko erabili dira. Hona hemen hitz horien esanahiak:

Dilatazio-fenomeno	Beroaren eraginez gorputzaren bolumena handitzeari deritzo.
Dilatazio-koefiziente	Gorputz batek beroaren eraginez zenbat dilatatzen den neurtzen duen balioa da.
Termoskopio	Magnitudea zehaztu gabe tenperatura-aldaketarik badagoen eta nolakoa den azaltzeko erabiltzen den tresna da.
Presio atmosferiko	Aireak atmosferako edozein puntutan dauden objektuei egiten dien presioa adierazten duen magnitude fisikoa da.
Zero absolutu	Edozein gorputzek har dezakeen tenperaturarik txikiena da.
Pirometro	Objektu edo substantzia baten tenperatura urrutitik neurtzeko tresna bat da, gorputzak tenperatura izateagatik emititzen duen erradiazio termikoa jasoz.
Fotorresistibo	Gorputz bati erradiazio elektromagnetikoa aplikatuz gero, gorputz horrek erresistentzia elektrikoa erakusteko duen joera.
Efektu fotoelektriko	Erradiazio elektromagnetikoz erasotua izan ondoren, materiatik elektroiak erauztearen fenomeno elektroniko-kuantikoa da.
Indar elektroeragile	Iturri ez-elektriko batek sortutako ekintza elektrikoa.
Zirkuito elektriko	Elkarrekin lotutako zenbait elementu elektrikok osatzen duten sistema da.

Kanpo estekak

• Datuak: Q646
• Multimedia: Measuring instruments (temperature) / Q646

Wikiztegian orri bat dago honi buruz: termometro .