تويت
أجهزة قياس الطول ودرجة الحرارة والوزن .. الآلات التي نستخدمها كل يوم وكيف تؤدي عملها
أجهزة قياس الطول ودرجة الحرارة والوزن :
لديك في بيتك أجهزة عديدة مهمتها القياس . فالمسطرة تقيس الأطوال ، والترمومتر يقيس درجة الحرارة ، والموازين تقيس الوزن ، ومقياس
البخار في الغلاية يقيس ضغط البخار . وكل هذه الأجهزة سهلة بسيطة يسرك دراستها وتثير اهتمامك . لندرس طريقة عمل بعض هذه الأجهزة .
ترمومتر السوائل :
يتركب الترمومتر العادى من أنبوبة ضيقة من الزجاج ، لها مستودع صغير في قاعها . ويمتلى هذا المستودع ، كما يمتلى جزء من هذه الأنبوبة الضيقة بسائل . وقد يكون هذا السائل زئبقاً فضياً لامعاً ، أو كحولا أحمر أو أزرق .
ويزيد حجم معظم السوائل بالتسخين ( أى إنها تتمدد ) ، أما إذا بردت ، فإن حجمها ينقص ( أى إنها تنكمش ) ويحدث هذا للزئبق أو الكحول في الترمومتر . فإذا وضع الترمومتر في وسط ساخن حار ، فإنه يتمدد ثم يرتفع في الأنبوبة . وفى الأماكن الباردة ينكمش ويرتد في الأنبوبة إلى أسفل .
نستخدم هل هناك فرق بين استخدام الكحول والزئبق في الترمومترات ؟ يمكن استخدام أحد السائلين ، ولكن هناك ظروفاً معينة تحتم علينا أن سائلا واحدا منهما . فالزئبق يتجمد في درجة ٤٠ ° تحت الصفر تقريباً ، وهنا يتحول إلى كتلة صلبة . ومعنى ذلك أن الترمومتر الممتلىء بالزئبق يصبح عديم النفع عند ما تهبط حرارته إلى درجة ٤٠° تحت الصفر . وفى مثل هذه المناطق الباردة يستخدم الترمومتر الذى يمتلى بالكحول ( لأنه يتجمد في درجة ١٠٠ تحت الصفر تقريباً ) ولكن الزئبقي يغلى فى درجة ١٥٠ . أى إن الترمومتر الزئبقى يصلح في المناطق الحارة . وما دمت لا تعيش في القطب الشمالي أو في الصحراء الكبرى بأفريقيا ، فإن هذين النوعين من الترمومترات يصلحان للاستعمال .
وتصمم ترمومترات الحميات التي تقيس درجة حرارة الإنسان ، بنفس الطريقة التى تصم بها ( الترمومترات ) العادية ، ولا تختلف عنها إلا في شيء واحد ، هو أن ترمومتر الحميات هذا يثبت فترة من الزمن | عند درجة الحرارة التي يقيسها . وتبين الترمومترات العادية درجة حرارة الشيء الذي توضع فيه . فإذا غمست أحدها في ماء يغلى ، أشار الترمومتر إلى درجة ۲۱۲ ، بشرط أن تقرأ الترمومتر وهو في الماء فعلا . أما إذا أخرجته منه فسرعان ما يبرد السائل الذي في الترمومتر وينكمش ، وبذلك يشير إلى درجة حرارة أقل . ولهذا السبب لا يصلح هذا الترمومتر في قياس درجة حرارة الإنسان .
أما ترمومتر الحميات ، فإنه يثبت عند درجة الحرارة التي يقيسها ، حتى بعد أن يبرد . أما كيف يحدث هذا ، فيمكن أن تدركه إذا علمت أن هناك جزءاً ضيقاً ملتوياً من الأنبوبة يقع فرق المستودع مباشرة ، فعندما يسخن الزئبق ، يتمدد ثم يأخذ طريقه بقوة خلال هذا الجزء ، ويرتفع في الأنبوبة . أما إذا برد وبدأ فى الانكماش ، وقف الزئبق عند الانحناء الضيق ( أي عند عنق الأنبوبة ، فيستمر فى قراءته والإشارة إلى درجة الحرارة نفسها بعد أن يخرج من فم المريض ، لأنه لا يستطيع أن يهبط ، ولا يتخطى هذه النقطة الضيقة إلا بعد أن يرج الترمومتر عقب قراءة
درجة الحرارة . وهذه الحركة تضطر الزئبق أن يمر بهذه النقطة الضيقة ، وهنا يصبح الترمومتر مستعدا للعمل مرة أخرى ، بعد أن يعقم .
الترمومترات المعدنية :
معظم الترمومترات المعدنية لها قرص ( ديال ) مستدير ، و مؤشر يبين درجة الحرارة .
وليس هناك سائل في هذا النوع من الترمومترات . ويحل محله زنبرك مصنوع من قطعتين من المعدن ملحومتين بالنار ، إحداهما من الصلب والأخرى من النحاس . وهما شبيهان بقطعة المعدن المزدوجة التي يزود بها مفتاح الترموستات ) وقد سبق شرح هذا في الفصل الخاص بالمفاتيح الكهربية ) .
عندما لفت هذه القطعة و وصلت إلى هذا الموضع . جذبت المؤشر إلى رقم أكبر .
فعندما تسخن هذه القطعة المعدنية المزدوجة ، يتمدد المعدنان اللذان تتكون منهما . ولكن النحاس يتمدد أكثر من الصلب . وهذا يسبب تقوس القطعة المعدنية ؛ وهنا يتحرك المؤشر . وكلما ارتفعت درجة الحرارة ، زاد تقوس القطعة المعدنية وتحرك المؤشر أعلى ، ثم وقف عند رقم من الأرقام المدونة على القرص أكبر من الرقم الذى كان يقف عنده أولا . ويستطيع هذا النوع من الترمومترات أن يقاوم أية كمية من كميات الحرارة ، لأنه لا يحتوى على سائل يغلى . وهذا هو السبب الذى من أجله تستخدم الترمومترات المعدنية على أبواب الأفران والمواقد ، حيث ترتفع الحرارة أحياناً إلى درجة يغلى فيها الزئبق .
أجهزة قياس الطول ودرجة الحرارة والوزن :
لديك في بيتك أجهزة عديدة مهمتها القياس . فالمسطرة تقيس الأطوال ، والترمومتر يقيس درجة الحرارة ، والموازين تقيس الوزن ، ومقياس
البخار في الغلاية يقيس ضغط البخار . وكل هذه الأجهزة سهلة بسيطة يسرك دراستها وتثير اهتمامك . لندرس طريقة عمل بعض هذه الأجهزة .
ترمومتر السوائل :
يتركب الترمومتر العادى من أنبوبة ضيقة من الزجاج ، لها مستودع صغير في قاعها . ويمتلى هذا المستودع ، كما يمتلى جزء من هذه الأنبوبة الضيقة بسائل . وقد يكون هذا السائل زئبقاً فضياً لامعاً ، أو كحولا أحمر أو أزرق .
ويزيد حجم معظم السوائل بالتسخين ( أى إنها تتمدد ) ، أما إذا بردت ، فإن حجمها ينقص ( أى إنها تنكمش ) ويحدث هذا للزئبق أو الكحول في الترمومتر . فإذا وضع الترمومتر في وسط ساخن حار ، فإنه يتمدد ثم يرتفع في الأنبوبة . وفى الأماكن الباردة ينكمش ويرتد في الأنبوبة إلى أسفل .
نستخدم هل هناك فرق بين استخدام الكحول والزئبق في الترمومترات ؟ يمكن استخدام أحد السائلين ، ولكن هناك ظروفاً معينة تحتم علينا أن سائلا واحدا منهما . فالزئبق يتجمد في درجة ٤٠ ° تحت الصفر تقريباً ، وهنا يتحول إلى كتلة صلبة . ومعنى ذلك أن الترمومتر الممتلىء بالزئبق يصبح عديم النفع عند ما تهبط حرارته إلى درجة ٤٠° تحت الصفر . وفى مثل هذه المناطق الباردة يستخدم الترمومتر الذى يمتلى بالكحول ( لأنه يتجمد في درجة ١٠٠ تحت الصفر تقريباً ) ولكن الزئبقي يغلى فى درجة ١٥٠ . أى إن الترمومتر الزئبقى يصلح في المناطق الحارة . وما دمت لا تعيش في القطب الشمالي أو في الصحراء الكبرى بأفريقيا ، فإن هذين النوعين من الترمومترات يصلحان للاستعمال .
وتصمم ترمومترات الحميات التي تقيس درجة حرارة الإنسان ، بنفس الطريقة التى تصم بها ( الترمومترات ) العادية ، ولا تختلف عنها إلا في شيء واحد ، هو أن ترمومتر الحميات هذا يثبت فترة من الزمن | عند درجة الحرارة التي يقيسها . وتبين الترمومترات العادية درجة حرارة الشيء الذي توضع فيه . فإذا غمست أحدها في ماء يغلى ، أشار الترمومتر إلى درجة ۲۱۲ ، بشرط أن تقرأ الترمومتر وهو في الماء فعلا . أما إذا أخرجته منه فسرعان ما يبرد السائل الذي في الترمومتر وينكمش ، وبذلك يشير إلى درجة حرارة أقل . ولهذا السبب لا يصلح هذا الترمومتر في قياس درجة حرارة الإنسان .
أما ترمومتر الحميات ، فإنه يثبت عند درجة الحرارة التي يقيسها ، حتى بعد أن يبرد . أما كيف يحدث هذا ، فيمكن أن تدركه إذا علمت أن هناك جزءاً ضيقاً ملتوياً من الأنبوبة يقع فرق المستودع مباشرة ، فعندما يسخن الزئبق ، يتمدد ثم يأخذ طريقه بقوة خلال هذا الجزء ، ويرتفع في الأنبوبة . أما إذا برد وبدأ فى الانكماش ، وقف الزئبق عند الانحناء الضيق ( أي عند عنق الأنبوبة ، فيستمر فى قراءته والإشارة إلى درجة الحرارة نفسها بعد أن يخرج من فم المريض ، لأنه لا يستطيع أن يهبط ، ولا يتخطى هذه النقطة الضيقة إلا بعد أن يرج الترمومتر عقب قراءة
درجة الحرارة . وهذه الحركة تضطر الزئبق أن يمر بهذه النقطة الضيقة ، وهنا يصبح الترمومتر مستعدا للعمل مرة أخرى ، بعد أن يعقم .
الترمومترات المعدنية :
معظم الترمومترات المعدنية لها قرص ( ديال ) مستدير ، و مؤشر يبين درجة الحرارة .
وليس هناك سائل في هذا النوع من الترمومترات . ويحل محله زنبرك مصنوع من قطعتين من المعدن ملحومتين بالنار ، إحداهما من الصلب والأخرى من النحاس . وهما شبيهان بقطعة المعدن المزدوجة التي يزود بها مفتاح الترموستات ) وقد سبق شرح هذا في الفصل الخاص بالمفاتيح الكهربية ) .
عندما لفت هذه القطعة و وصلت إلى هذا الموضع . جذبت المؤشر إلى رقم أكبر .
فعندما تسخن هذه القطعة المعدنية المزدوجة ، يتمدد المعدنان اللذان تتكون منهما . ولكن النحاس يتمدد أكثر من الصلب . وهذا يسبب تقوس القطعة المعدنية ؛ وهنا يتحرك المؤشر . وكلما ارتفعت درجة الحرارة ، زاد تقوس القطعة المعدنية وتحرك المؤشر أعلى ، ثم وقف عند رقم من الأرقام المدونة على القرص أكبر من الرقم الذى كان يقف عنده أولا . ويستطيع هذا النوع من الترمومترات أن يقاوم أية كمية من كميات الحرارة ، لأنه لا يحتوى على سائل يغلى . وهذا هو السبب الذى من أجله تستخدم الترمومترات المعدنية على أبواب الأفران والمواقد ، حيث ترتفع الحرارة أحياناً إلى درجة يغلى فيها الزئبق .
تعليق