Termometre Nedir?

[Asi Ruh]

Sıcaklık ölçen âlet. Termometrelerin çalışma prensibi, pekçok maddenin sıcaklıkla genleşmesi esâsına dayanmaktadır.
En sık rastlananı cıvalı termometredir. Bu çok küçük kesite sâhip ve üst ucu kapalı bir tüpten ibârettir. Alt ucundaysa içinde cıva bulunan küresel veya silindirik bir hazne bulunur. Isıtılmasıyla, civa genişler ve tüpte yükselir. Tüpün kesitinin küçük olmasından dolayı az bir hacim büyümesinde cıvanın yükselmesi oldukça fazladır. Termometre iki sâbit nokta arasında kalibre edilir. Bunlar suyun donma noktasıyla kaynama noktasıdır. Normal atmosfer basıncında (760 mm cıva basıncı) bu iki nokta arasındaki mesâfe Celcius termometresinde 100 eşit parçaya bölünür. Bunların her biri bir Centigrad’ı (1°C) gösterir. Fahrenheit ölçüsündeyse bu 180 eşit parçaya bölünür. Bunların her biriyse Fahrenheit’i (1°F) gösterir. Bu ölçümde, suyun donma ve kaynama noktası sırayla 32°F ve 212°F olarak belirlenir. Réamur ölçümündeyse bu noktalar 0°R ve 80°R olarak isimlendirilir. Ara da 80 parçaya bölünür. Cıva -39°C’de donduğu için çok düşük sıcaklıkların ölçümü için uygun değildir. Bu tür olanlar donma noktası düşük olan renkli alkolle doldurulmuştur. Ulaşılabilecek en düşük sıcaklık mutlak sıfır olup, -273,16°C’dir. Mutlak sıfırdan başlayan bir ölçü de Kelvin’dir, yâni -273,16°C= 0°K’dır.
Termokupl: Farklı iki metal veya metal alaşımı telin (meselâ, bakırla demir gibi) birleştirilmesi ve bundan sonra birleşimlerden birinin sâbit sıcaklıkta tutulurken, diğerinin ısıtılması sonucu iki bileşim arasında bir termo-elektrik potansiyel farkı ortaya çıkar. Bu potansiyel farkı (volt), sıcaklığın farkının büyüklüğü nispetinde büyük olur ve voltmetreyle okunabilir. Bu voltmetrenin verilen sıcaklık için kalibre edilmesi sonucu, sıcaklık ölçebilecek bir termokupl elde edilmiş olur. Tek bir termokuplun verdiği voltaj birkaç milivolt gibi çok küçüktür. Yüksek voltaj için sıcak ve soğuk bileşimlere sâhip termokuplların sayısı arttırılır ve seri bağlama yapılır. Böylece termopil veya termo elektrik pil elde edilmiş olur. Direnç termometresi: Bu bir iletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği direncin sıcaklıkla değişimine dayanan bir âlettir. Metallerin pek çoğunun sıcaklıkları arttıkça elektrik geçirgenlikleri azalır. Ortaya çıkan direnç belirli sınırlar içinde, sıcaklıkla orantılıdır. Termometrede kullanılan direnç platin veya nikel tel şeklinde olup, direnci 0°C’de 100 ohm olacak şekilde düzenlenir. Sıcaklık değişimiyle direnç değişimi, akım şiddetinin değişimi olarak, meselâ çapraz bobin âletiyle ölçülür. Bu âletin göstergesi her iki bobinden geçen akım şiddeti (0) ile orantılı sapar. Bir bobindeki akım sıcaklıktan etkilenmeyecek şekilde direnç yoluyla sâbit tutulurken diğer bobindeki akım termometre telindeki sıcaklıkla değişen direnç yoluyla belirlenir.
İki metalli termometre: Benzer olmayan iki metal şeritin birleştirilmesinden meydana gelir. Farklı uzama katsayısına sâhip olan bu maddeler ısıyla farklı boylarda uzarlar. Spirâl şeklinde düzenlenen bu çeşit termometreye konacak gösterge, sıcaklıkla değişiminde hareket ederek sıcaklığın ölçüsünü bildirir. Göstergenin bilinen sıcaklıklarla kalibre edilmesi gerekir.
Pirometre: Cıvalı termometrelerle ölçülmesi mümkün olmayan yüksek sıcaklıkları ölçmeye yarayan bir tür termometredir. Sıcaklığı ölçülmesi istenen cismin yaydığı radyasyon enerjisinin ölçülmesi esâsına dayanır. Optik ve radyasyonlu pirometreler olmak üzere başlıca iki çeşidi vardır. Optik pirometrede sıcaklığı ölçülecek cismin yaydığı görünür radyasyonun parlaklığı, pirometre üzerindeki tungsten filamanlı bir lâmbanın ışığının parlaklığıyla mukâyese edilir. Tungsten lâmbanın parlaklığı, bir potansiyometre vâsıtasıyla voltaj değiştirilerek, cismin yaydığı ışığın parlaklığına eşit olana kadar ayarlanır. Parlaklıklar aynı olduğu anda göstergeden direkt olarak sıcaklık okunur. Çünkü gösterge voltaj-sıcaklık arasındaki bağıntıya göre kalibre edilmiştir. Bu metodla 500-3000°C arası sıcaklıklar ölçülebilir. Özel camlar kullanılarak bu sıcaklık daha da arttırılabilir. Radyasyon pirometreleri optik pirometrelerin aksine geniş dalga boylarıyla çalışır. Sıcaklığı ölçülecek cismin yaydığı radyasyon; termopil, bolometre ve fotoelektrik pil gibi bir hissedici termik eleman üzerine mercekle odaklanır. Bu termik eleman sıcaklığa göre kalibre edilmiş voltmetre gibi bir âlete bağlı olduğundan âletin göstergesi direk olarak sıcaklığı verir.