الترمومتر اداة صغيرة تستخدم لقياس درجات حرارة الغازات والسوائل والمواد الصلبة. وقد بنيت
الترمومترات على اساس الحقيقة العلمية التي تقول ان الخواص الفيزيائية القابلة للتغير لبعض
المواد تتغير بتغير درجات الحرارة. وتشمل الخواص الفيزيائية المتغيرة في المادة مع تغير درجة
الحرارة، حجم السائل وطول الجسم الصلب. ومن الخواص الاخرى التي تتغير بتغير درجة الحرارة
المقاومة، اي مقاومة سريان التيار الكهربائي وذلك في المواد الموصلة للكهرباء.
توجد ثلاثة انواع اساسية من الترمومترات 1 ترمومتر السائل ذو الغلاف الزجاجي 2 الترمومتر التشويهي
3 الترمومتر الكهربائي. وتصنع معظم الترمومترات في الوقت الحالي في شكل ترمومترات رقمية،
واخرى يمكن التخلص منها بعد استخدامها.
ترمومترات السائل ذي الغلاف الزجاجي. وهي اشهر انواع الترمومترات. وتشمل هذه المجموعة
الترمومترات المستخدمة في قياس درجات الحرارة داخل المباني وخارجها، وقياس درجة حرارة
الاجسام، كذلك تقدير درجات الحرارة اثناء الطبخ. ويعد الزئبق اكثر السوائل استخداما في هذا النوع
من الترمومترات. ويستعمل الكحول في المناطق التي تنخفض فيها درجات الحرارة بصورة دورية لتصل
الى اقل من درجة حرارة تجمد الزئبق، اي اقل من -39°م. ويملا السائل سواء اكان
زئبقا ام كحولا بصيلة
الترمومتر التي تتصل بانبوب زجاجي محكم القفل مملوء جزئيا بالسائل. ويتمدد السائل ويزداد حجمه عند
رفع درجة حرارته، وبهذا يرتفع مستواه في الانبوب الزجاجي. ويوجد على السطح الخارجي للترمومتر تدريج
حراري.
الترمومترات التشويهية (ثنائية الفلز). هي الترمومترات التي يتغير شكلها نتيجة ارتفاع او انخفاض درجة الحرارة.
ويوجد نوعان من هذه الترمومترات هما: الثنائي الفلز وانبوب بوردون. والترمومتر الثنائي الفلز، هو الاكثر
شيوعا، ويتالف من شريحتين فلزيتين مختلفتين مثل الحديد والنحاس، وتثبت الشريحتان معا ليكونا قضيبا واحدا.
وعند ارتفاع درجة الحرارة، يتمدد كلا الفلزين، ولكن معدل تمدد كل منهما يختلف عن الاخر،
ويؤدي ذلك الى انحناء القضيب. ويتسبب انحناء القضيب في تحرك المؤشر الى اعلى او الى
اسفل مقياس الحرارة مشيرا الى التغير في درجة الحرارة. ومن اشهر انواع الترمومترات ثنائية الفلز
المرسمة الحرارية، وتحتوي على قلم لتسجيل تغيرات درجة الحرارة.
والنوع الثاني من الترمومترات التشويهية هو ترمومترات انابيب بوردون، وهي عبارة عن انابيب فلزية مقوسة
قابلة للانثناء مملوءة بسائل كالجليسرول والزيلين. وعند ارتفاع درجة الحرارة فان السائل يتمدد، ويصاحب التمدد
استقامة الانبوب حتى يتكيف مع الزيادة في حجم السائل. ويثبت في نهاية الانبوب قلم او
مؤشر ليدل على درجة الحرارة.
الترمومترات الكهربائية. تشمل الترمومترات الكهربائية كلا من المزدوجات الحرارية وترمومترات المقاومة. والمزدوجات الحرارية اكثر انواع
هذه المجموعة استخداما، وتتالف من سلكين فلزيين مختلفين يفتل طرفاهما معا لتكوين وصلتين. ويطلق على
احدى هاتين الوصلتين الوصلة المرجعية ، وتكون عند درجة حرارة ثابتة هي في العادة درجة
حرارة الصفر المئوي. ويتولد بين السلكين قدر صغير من فرق الجهد وذلك بمجرد تغير درجة
حرارة الوصلة الاخرى. ويقاس فرق الجهد بمقياس يطلق عليه مقياس المليفولت والذي يحتوي في العادة
على تدريج لدرجات الحرارة. وتصنع الاسلاك الفلزية لمعظم المزدوجات الحرارية المستخدمة لقياس درجة حرارة الجو
غالبا من النحاس وسبيكة يطلق عليها كونستانتان. اما اسلاك المزدوجات الحرارية المستخدمة في قياس درجات
الحرارة العالية والتي ربما تصل الى 2,800°م فتكون من فلزات اخرى يمكنها تحمل درجات الحرارة
العالية. انظر: الدائرة الكهربائية. ويقاس في هذه الترمومترات التغير في المقاومة الكهربائية للفلز الناشئة عن
تغير درجة الحرارة ويترجم التغير في المقاومة الى درجات حرارة. ويستخدم العلماء ترمومترات المقاومة البلاتينية
لضبط جميع انواع الترمومترات الاخرى والتاكد من دقتها. كما تستخدم ترمومترات المقاومة البلاتينية ذات الدقة
العالية لقياس درجات الحرارة في مدى يتراوح بين 259,35°م تحت الصفر و 961,78°م على المقياس
العالمي لدرجة الحرارة لعام 1990م. ويتميز المقياس العالمي لدرجة الحرارة بانه مرجع عالمي موحد لقيم
درجات الحرارة.
الترمومترات الرقمية. تستخدم الترمومترات الرقمية الدوائر والاجهزة الالكترونية لبيان درجة الحرارة. وفي هذه الترمومترات تظهر
قراءة درجة الحرارة في صورة ارقام. وتقيس الترمومترات الرقمية درجات الحرارة عن طريق اداة دقيقة
بها يطلق عليها المسبار. ويصنع المسبار اما من مادة فلزية كالنحاس او البلاتين او من
احدى المواد شبه الموصلة. انظر: شبه الموصل. وتتسبب تغيرات درجة الحرارة في تغيرات كبيرة في
المقاومة الكهربائية لهذه المواد. ومعظم اشباه الموصلات اكثر حساسية لتغير درجات الحرارة مقارنة بالفلزات.
يوصل المسبار الى دائرة الكترونية، وتستقبل الدائرة قراءات درجة الحرارة من المسبار في صورة اشارات
كهربائية. وتحول الاشارات الكهربائية الى ارقام تظهر على نافذة عرض.
الترمومترات احادية الاستعمال. هي الترمومترات المستخدمة لقياس درجة حرارة الانسان. وتتميز هذه الترمومترات بانها اقل
تكلفة في تصنيعها من الترمومترات العادية، ولهذا فانها تتوافر باسعار مقبولة.
وتفقد هذه الترمومترات دقتها بعد استخدامها لمرة واحدة، ولكن يصنع في الوقت الحالي عدد قليل
من هذه الترمومترات يمكن اعادة استخدامه عدة مرات قبل التخلص منه.
تصنع بعض هذه الترمومترات من مواد تنصهر عند درجة حرارة معينة، وبعضها الاخر يصنع من
مواد يطلق عليها اسم السوائل البلورية وهي تغير مظهرها عند درجة حرارة معينة.
التدريجات الحرارية. تنتج بعض الترمومترات باستخدام تدريج فهرنهيتي، بينما تنتج معظم الترمومترات الحرارية بتدريج مئوي.
وعلى الرغم من ان بعض الترمومترات وبخاصة في الولايات المتحدة الامريكية تستخدم تدريجا فهرنهيتيا الا
ان هناك بعض الترمومترات التي تحمل كلا من التدريجين المئوي والفهرنهيتي معا. وتستخدم معظم ترمومترات
الاغراض العلمية مقياس كلفن.
يتجمد الماء في التدريج المئوي عند درجة حرارة الصفر، ويغلي عند درجة الحرارة 100°م. ويستخدم
مقياس كلفين للقياس في الاغراض العلمية، ويتجمد الماء في هذا المقياس عند درجة حرارة 273ك
ويغلي عند درجة حرارة 373ك. بينما يتجمد في التدريج الفهرنهيتي عند درجة 32°ف ويغلي عند
درجة 212°ف.
تبنى كل مقاييس الحرارة حاليا على اساس مقياس الحرارة العالمي الذي وضع عام 1990م. وتتحدد
درجات الحرارة على هذا المقياس عن طريق سلسلة من الدرجات الثابتة تسمى حالات التوازن وهي
ذات قيم محددة، وتبين درجات الحرارة بوحدات مئوية او كلفنية، كما يمكن تحويلها الى المقاييس
الاخرى لدرجات الحرارة.
نبذة تاريخية. تم اختراع اول الترمومترات المعروفة بوساطة عالم الفلك الايطالي جاليليو عام 1593م. وكان
يسمى المكشاف. وقد تميز هذا الجهاز بدقة متوسطة فقط. لكن في عام 1641م تم تطويره
بحيث صارت تستخدم فيه الكحول. وفي عام 1714م اكتشف الالماني جبريل دانيل فهرنهايت الترمومتر الزئبقي،
وهو الذي يستخدم حتى اليوم
