Как работи термометърът?

Независимо дали вярвате или не, професията на метеоролога е много интересна. Хората, които упражняват тази професия не са просто добре облечени мъже и жени, които се появяват след новините по телевизията и ни казват дали утре ще вали или не и колко точно ще е топло. Метеоролозите са нещо повече от това. Благодарение на тях често могат да се предотвратят различни природни бедствия, които те „виждат“, че ще се случат докато правят своите наблюдения и проучвания. Тези проучвания освен всичко друго са и много интересни. Чудесно е да наблюдаваш промяната на времето, деня и нощта, разликите между лятото, зимата и другите сезони. Може дори да видят приближаващата буря, чрез забелязване на промяната във формата на облаците по небето. Освен това, метеорологията е много древна наука. Началото ѝ може да се проследи още от древна Индия, когато древните индийци са дискутирали сериозно процесите на образуване на облаци и дъжд, както и сезонните цикли, причинени от движението на Земята около Слънцето.
Терминът метеорология е предложен от Аристотел, за да опише това, което по това време най-общо са наричали „науки за Земята“. Приблизително по това време философът Теофраст публикува „Знаците на времето“, първата книга, съдържаща метеорологични прогнози в Европа.
Като цяло можем да кажем, че това е наука за атмосферата и атмосферните явления, изучаваща и прогнозираща времето. Това днес обаче не става само чрез наблюдения, но и чрез изследване на метеорологичните явления, които зависят от основни параметри като температура, налягане, концентрация на водни пари, техните градиенти, взаимни влияния и промените им във времето и както за астрономите телескопите са най-важни, така синоптиците не могат да направят нищо без своите термометри.
Всички вие сте виждали по един или друг начин термометър, но знаете ли например колко видове има или как точно мери температурата. Не се притеснявайте, сега ще разберете.

Термометърът е уред за измерване на температура. За тази цел термометрите използват различни физични свойства, като температурното разширение на газове, течности или твърди вещества. В медицинските термометри най-често се използва живак, който е голям замърсител на околната среда. По тази причина Европейският съюз прие законодателни мерки за ограничаване на използването му. Изобретател на спиртния термометър е французинът Рене Антоан Реомюр.

Съществуват много видове термометри: течностни, деформационни, електрически (съпротивителни и термоелектрически), на течни кристали, електронни...
Течностните термометри работят на принципа на разширение и свиване обема на една течност при изменение на температурата и еднаква с тази на прилежащия флуид, вследствие на непрекъснатия топлообмен между тях. Учили сте в училище, че почти всички вещества при нагряване се разширяват и се свиват, когато се охлаждат. Това изменение на обема особено важи за течния метал живак. Кухото стъклено топче, което е спойка към прозрачната стъклена тръба се пълни с живак, когато е топло. (Внимание! Живакът е токсичен). Това е основен елемент на термометъра, който е добре познат на нас, особено когато имаме температура и ни я измерват. При нагряване живакът в резервоара се разширява и преминава през тръба, която е свързана с градуирана скала. При охлаждане обемът на живака в тръбата се смалява. Точно такива термометри използват метеоролозите, но както казахме съществуват и други видове. По-интересните от тях са:

Деформационни термометри
Деформационните термометри работят на принципа на зависимостта между измененията на температурата и линейните размери на датчика (най-често биметална пластинка).

Електрически термометри
Електрическите термометри се основават на различен принцип: съпротивителните – на изменението на електрическото съпротивление в проводниците и полупроводниците в зависимост от температурата, точността е около 0,2°С; термоелектрическите – на изменението на електродвижещата сила в термични двойки поради разлика в температурата на спойките им, с тях може да се измерват температури по целия им диапазон. Електрическите термометри не се използват широко в метеорологичната мрежа, но те позволяват измервания от разстояние, както и в няколко пункта едновременно под формата на „термопаяк“. Поради това са много подходящи за микроклиматични наблюдения.

Почвени термометри
Почвените термометри се поставят в открита незасенчвана площадка на почва, характерна за района и освободена от растителност. Температурата (над почвата) се получава в срочни и минимални за денонощието стойности. Срочната температура се мери с обикновен живачен термометър, монтиран на стойка в отвесно положение с резервоар. Минималната температура се определя с минимален термометър, поставен на вилка в хоризонтално положение.

В Европа, температурата обикновено се измерва в градуси „Целзий“. Тази система се основава на физичните свойства на водата: при нула градуса, тя е в твърдо състояние – замръзва, а при 100 ° става в газообразно състояние.