الأجهزة المستخدمة في قياس درجة حرارة الهواء

2012 الأحوال الجوية في دولة الكويت

صالح العجيري و محمد أحمد عيسوي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

درجة حرارة الهواء أجهزة قياس درجة حرارة الهواء علوم الأرض والجيولوجيا

هناك أنواع عديدة من أجهزة قياس درجات الحرارة ، وتعتمد هذه الأجهزة في مبدئها على التأثيرات الناجمة من زيادة درجة الحرارة والمتمثلة إما في تمدد سائل موضوع في وعاء زجاجي أو تمدد معدن.

ومن الأجهزة المستخدمة في قياس درجة الحرارة (الترمومترات : موازين الحرارة) ومنها عدة أنواع:

 

1 – ميزان الحرارة الجاف: Dry Thermometer 

وهو أكثر الترمومترات استخداما وهو ميزان حرارة زئبقي يتألف من أنبوبة زجاجية دقيقة مقسمة إلى درجات وأجزاء الدرجات(درجات مئوية وفهرنهيتية معا) .

وتنتهي الأنبوبة بمستودع (خزان) مليء بالزئبق ذو شكل دائري أو اسطواني ، فعندما ترتفع درجة الحرارة يتمدد الزئبق ويرتفع في الأنبوبة

وعندما تنخفض درجة الحرارة ينكمش الزئبق في الأنبوبة متراجعا تجاه المستودع وتقرأ درجة الحرارة أمام أعلى مستوى للنقطة التي وصل إليها الزئبق.

 

2- ميزان الحرارة الرطب Wet-bulb Thermometer  

وهو عبارة عن ميزان حرارة جاف غطي مستودعة المملوء بالزئبق بإحكام بقطعة من القماش(قماش الموسلين) المبللة.

باستمرار بالماء كون طرفها يكون مغموسا بصورة دائمة بوعاء صغير مملوء بالماء – ونتيجة لتبخر الماء المستمر من قطعة القماش المبللة وما يترتب على ذلك من تبريد نتيجة فقد جزء من الطاقة في عملية التبخير

لذا فإن درجة الحرارة التي يسجلها ميزان الحرارة الرطب تكون أقل من تلك التي يسجلها ميزان الحرارة الجاف بمعدل يتراوح بين أعشار الدرجة في أيام الشتاء الرطبة و 15 درجة في أيام الصيف الجاف

 

وإذا ما تساوت درجة الحرارة الجافة التي يعطيها ميزان الحرارة الجاف مع درجة الحرارة الرطبة التي يعطيها ميزان الحرارة الرطب – فهذا مؤشر على أن الجو مشبعا كليا ببخار الماء وأن الرطوبة النسبية تعادل 100% والجو بكامله في هذه الحالة يقوم مقام قطعة قماش الموسلين المبللة بالماء.

ويوضع ميزاني الحرارة الجاف والرطب داخل قفص الرصد (كشك ستيفنسون) معلقين فيه رأسيا بحيث يكون مستودعهما في الأسفل.

 

3- ميزان الحرارة العظمى Maximum Thermometer  

هو ميزان حرارة زئبقي ، يتصف بوجود اختناق في الأنبوبة الزجاجية الدقيقة أسفل التدريج قريبا من مستودع الزئبق – حيث يسمح هذا الاختناق بعبور الزئبق الى الأنبوب الشعري.

عندما ترتفع درجة الحرارة لكنه لا يسمح للزئبق بالعودة تلقائيا إلى المستودع عند انخفاض درجة الحرارة حيث يبقى الزئبق في الأنبوب في وضعه الذي وصله أثناء ارتفاع الحرارة – مشيرا بذلك إلى أعلى درجة حرارة حدثت.

 

وتتم إعادة الزئبق إلى المستودع بجعل ميزان الحرارة العظمى الى الأسفل – في وضع رأسي – وهزه باليد عدة مرات.

ويوضع ميزان الحرارة العظمي في قفص الرصد بحيث يكون مستودعه إلى أسفل بزاوية ميل مع الأفق بحدود درجتين فقط وذلك منعا للزئبق من الانسياب بعيدا عن الاختناق.

 

4 – ميزان الحرارة الصغرى Minimum Thermometer

يمكن أن يستعمل الزئبق في قياس درجات الحرارة المنخفضة حتى -36 درجة مئوية حيث تعلو درجة تجمده هذا الرقم بقليل.

وبما أن درجة تجمد الكحول أكبر بكثير من درجة تجمد الزئبق ، لذا يستعمل الكحول الإيثيلي النقي لقياس درجات الحرارة الشديدة الانخفاض ( درجة تجمد الزئبق -38 ْر8 ودرجة تجمد الكحول = -114.3 ْ)

وهكذا فإن ميزان الحرارة الصغرى هو ميزان كحولي يستخدم فيه الكحول الإيثيلي بدلا من الزئبق .

 

وهو من حيث الشكل يشبه ميزان الحرارة الزئبقي الجاف مع كون أنبوبه الزجاجي أكثر اتساعا ، وفي داخل الأنبوب يوجد مؤشر زجاجي (شكل 32) يستند من أحد جانبيه على الأنبوب .

ويتحرك هذا المؤشر حركة حرة داخل الأنبوبة باتجاه مستودع الميزان دون أن يتمكن من النفاذ داخل الكحول بسبب خاصية التوتر السطحي للكحول.

فبانخفاض درجة الحرارة ينكمش الكحول تجاه المستودع ساحبا معه المؤشر الزجاجي إلى أسفل الأنبوبة باتجاه المستودع، وتقرأ درجة الحرارة الصغرى عند طرف المؤشر الأبعد عن المستودع.

 

أما عندما ترتفع درجة الحرارة ثانية بعد أن انخفضت إلى أدناها ، فإن الكحول يتمدد دون أن تؤثر أية قوة في هذه الحالة على المؤشر. 

حيث يبقى المؤشر في مكانه ، بينما يمر الكحول عبر الفتحة الموجودة بين المؤشر وبين جانب الأنبوبة الذي لا يستند عليه المؤشر.

 

ولإعادة المؤشر إلى أعلى مستوى الكحول في الأنبوبة يجعل ميزان الحرارة مائلا – حيث تساعد الجاذبية الأرضية في هذه الحالة على حركة المؤشر في اتجاه المستودع – بحيث يتجه مستودعه إلى الأعلى

فينزلق المؤشر خلال الأنبوبة حتى يتصل بالسطح العلوي للكحول ومن ثم يتم وضع الميزان في حالة أفقية ، وهي الحالة النموذجية لذلك – حيث يبدأ المؤشر بالانسحاب نحو الأسفل في حال انخفاض الحرارة… وهكذا

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]