درجة حرارة الهواء هي قياس لمدى حرارة أو برودة الهواء. في علم الأرصاد، تُعرف أيضًا بدرجة حرارة السطح. درجة الحرارة التي يشير إليها مقياس الحرارة المعرض للهواء ولكن محمي من أشعة الشمس المباشرة تُسمى درجة حرارة الهواء. لكن كيف يتم قياس درجة حرارة الهواء بدقة؟
تُستخدم مقاييس الحرارة لقياس درجة حرارة الهواء. مقياس الحرارة النموذجي هو قضيب زجاجي يحتوي على أنبوب رفيع جدًا في داخله. السائل داخل الأنبوب يُزود من خزان أو كرة في قاعدة مقياس الحرارة. يمكن أن يكون السائل زئبقًا أو كحولًا أحمر اللون.
لماذا تُقاس درجة حرارة الهواء في الظل؟
يتم دائمًا أخذ القياسات في الظل لأن درجة الحرارة في الظل هي درجة حرارة الهواء الفعلية. لأن الهواء الصافي شفاف نسبيًا لأشعة الشمس، لا يتم امتصاص طاقة الشمس بشكل كبير عندما تمر عبر هواء صافي خالٍ من السحب. عندما تصطدم أشعة الشمس بجسم غير شفاف، مثل مقياس الحرارة، تتحول طاقتها إلى حرارة، ويسخن الجسم. مقياس الحرارة في ضوء الشمس المباشر يسجل طاقة حرارة الشمس، وليس درجة حرارة الهواء الفعلية. (المصدر: Chicago Tribune)
ما هي الطرق الأخرى لقياس درجة حرارة الهواء؟
درجة الحرارة هي مستوى الطاقة في المادة التي يمكن ملاحظتها كتغير في تلك المادة. تأتي حساسات قياس الحرارة بأشكال وأحجام مختلفة، لكن جميعها تشترك في شيء واحد: تقيس درجة الحرارة عن طريق اكتشاف تغير في خاصية فيزيائية. إليكم بعض الطرق الأخرى لقياس درجة حرارة الهواء:
المقاييس الحرارية
المقاييس الحرارية هي أجهزة جهد تقيس درجة الحرارة عن طريق تغيير الجهد. يزداد جهد الخرج للمقياس الحراري مع ارتفاع درجة الحرارة، لكن ليس بالضرورة بشكل خطي.
غالبًا ما يُحاط المقياس الحراري داخل درع معدني أو سيراميك يحميه من بيئات مختلفة. تتوفر المقاييس الحرارية المغلفة بالمعدن أيضًا بطلاءات خارجية متعددة، بما في ذلك التيفلون، للاستخدام في الأحماض والمحاليل الصلبة القلوية.
أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة
تُستخدم الأجهزة الكهربائية أيضًا لقياس درجة الحرارة المقاومة. بدلاً من استخدام الجهد كما يفعل المقياس الحراري، تستغل هذه الأجهزة خاصية أخرى للمادة تتغير مع درجة الحرارة – مقاومتها. في شركة OMEGA Engineering, Inc. في ستامفورد، كونيتيكت، نعمل مع جهازين مقاومين: أجهزة قياس درجة الحرارة المقاومة المعدنية (RTDs) والثيرمستورات.
أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء
أجهزة الاستشعار غير التلامسية هي أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء. على سبيل المثال، افترض أنك تمسك بجهاز استشعار تحت الأحمر نموذجي أمام سطح مكتبك دون أن تلامسه. في هذه الحالة، سيخبرك الجهاز بدرجة حرارة المكتب بناءً على إشعاعه—من المحتمل أن تكون 68°F في درجة حرارة الغرفة العادية.
بسبب التبخر، ستظهر قراءة القياس غير التلامسي لماء الثلج أقل قليلاً من 0°C، مما يخفض القراءة المتوقعة للحرارة.
الأجهزة الثنائية المعدن
تستفيد الأجهزة الثنائية المعدن من تمدد المعادن عند تسخينها. في هذه الأجهزة التي تتحقق من درجة الحرارة، يتم ربط معدنين معًا وربطهما ميكانيكيًا بمؤشر. أحد جانبي الشريط الثنائي المعدن يتمدد أكثر من الجانب الآخر عند التسخين. عندما يتم توصيله بشكل مناسب بالمؤشر، يتم عرض قياس الحرارة.
الترمومترات
الترمومترات هي أجهزة معروفة لتمدد السوائل وتُستخدم أيضًا لقياس الحرارة. بشكل عام، تُقسم إلى نوعين: تعتمد على الزئبق والعضوية، عادةً حمراء، وتعتمد على السوائل. هذا التمييز مهم لأن أجهزة الزئبق لها قيود معينة فيما يتعلق بكيفية نقلها أو شحنها بأمان.
نظرًا لأن الزئبق مادة ملوثة بيئية معروفة، فإن كسره قد يكون خطرًا. قبل الشحن، تحقق من القيود الحالية لنقل منتجات الزئبق جواً.
(المصدر: مجلة WWD)
صورة من فوربس
