ترمومتر الکلی (Spirit Thermometer) نوعی دما سنج میباشد که سیال داخل آن به جای جیوه که نوعی سیال سمی میباشد از الکل استفاده می شود. مزیت استفاده از الکل این است که خطر کمتری برای محیط زیست یا انسان خواهد داشت. همچنین از ترمومتر الکلی میتوان برای اندازه گیری دماهای خیلی پایین که جیوه قادر به اندازه گیری آن نیست استفاده کرد.
دماسنج الکلی چیست؟
عملکرد ترمومتر الکلی دقیقآ مشابه ترمومتر جیوه ای می باشد. یک حباب شیشه ای حاوی یک مایع آلی (الکل) به یک لوله مویین شیشه ای متصل می شود و انتهای آن توسط حباب انبساطی بسته میباشد.
ازSpirit Thermometer میتوان برای اندازه گیری دماهای خیلی پایین که جیوه قادر به اندازه گیری آن نیست استفاده کرد. چراکه الکل در دمای ۱۳۰- درجه سانتی گراد منجمد میشود و به عبارتی دمای انجماد بسیار بسیار پایینی دارد. همچنین اتانول نیز به دلیل کم هزینه بودن و کم خطر بودن، در صورت شکستن شیشه ترمومتر به طور گسترده ای در صنایع آزمایشگاهی و صنایع غیر خشن مورد استفاده قرار می گیرد. در کاربردهای صنعتی تر با دما و فشارهای بالا بیشتر از گیج های دما یا ترمومتر های بی-متال یا گازی برای اندازه گیری دما استفاده میشود.
عملکرد ترمومتر الکلی
همانطور که بالاتر توضیح دادیم عملکرد ترمومتر الکلی دقیقآ مشابه با ترمومتر های جیوه ای می باشد. یک حباب شیشه ای حاوی یک مایع آلی (الکل) به یک لوله موئین شیشه ای متصل می شود و انتهای آن توسط حباب انبساطی بسته میباشد. فضای بالای مایع مخلوطی از نیتروژن و بخارات الکل میباشد. با افزایش دما، حجم الکل افزایش می یابد (منبسط میشود) و سطح مقعر (مخزن ترمومتر) به طرف بالای لوله مویین حرکت خواهد کرد.
با توجه به کارخانه تولید کننده و محدوده دمایی کاری، مایع مورد استفاده در ترمومتر می تواند اتانول خالص، تولوئن، نفت سفید یا ایزوآمیل استات باشد. ولی از آنجا که این مایعات شفاف هستند، با افزودن یک رنگ آبی یا قرمز، مایع قابل رویت میشوند. به منظور ایجاد زمینه ای برای خواندن مقیاس، نیمی از شیشه که لوله موئین در آن قرار گرفته است را سفید یا زرد می کنند.
درجه بندی ترمومتر الکلی
محدوده کاری (مقیاس) ترمومتر با نقطه جوش و نقطه انجماد سیال داخلی ترمومتر تعیین خواهد شد. در صورتی که ترمومتر با اتانول پر شده باشد، حد بالایی اندازه گیری ℃ ۷۸ است که باعث می شود برای اندازه گیری دما در طول شبانه روز و دمای بدن مفید باشد. ترمومترهای پر شده با اتانول نسبت به ترمومترهای جیوه ای برای اندازه گیری حداقل دماها در هواشناسی ارجح می باشند و می توانند تا دمای ℃ ۷۰- مورد استفاده قرار گیرند .
توانایی یک ترمومتر برای اندازه گیری دمای پایین به نقطه انجماد مایع مورد استفاده بستگی دارد. اتانول در دمای ℃ ۱۱۴/۹- منجمد میشود . اگر سیال داخلی یک ترمومتر الکلی از ترکیبی از اتیل الکل، تولوئن و پنتان باشد، حد پایینی دمای آن ممکن است برای اندازه گیری دماهای پایین تا ℃ ۲۰۰- افزایش یابد. با این حال اندازه گیری رنج دمایی از ℃ ۲۰۰- تا ℃ ۷۸ به شدت به نوع الکل مورد استفاده بستگی خواهد داشت.
انواع ترمومتر الکلی
انواع ترمومتر الکلی در صنایع استفاده میشود. همچنین انواع زیادی از الکل ها وجود دارند که فرمول مولکولی متفاوتی دارند. متیل الکل یا متانول ساده ترین نوع الکل بوده که دارای تنها یک اتم کربن است. زمانی که اتم های کربن به زنجیره مولکولی اضافه می شود، نوع الکل تغییر می کند.
اتانول یک الکل با دو اتم کربن می باشد. مهم است که بدانید در ترمومتر چه نوع الکلی وجود دارد چون خواص شیمیایی هر نوع متفاوت است. مهمترین خواص الکل در ترمومترهای الکلی، نقطه ذوب و جوش آن می باشد.
نقاط ذوب و جوش اتانول به ترتیب حدود ℃ ۱۱۴- و ℃۷۸ است، برای مقایسه نقاط ذوب و جوش جیوه به ترتیب حدود ℃ ۳۹- و ℃۳۵۷ است. این بدان معنی است که جیوه زودتر از الکل منجمد می شود و الکل اتانول زودتر از جیوه به گاز تبدیل می شود.
بنابراین اگر بخواهید اجسام یا محیط های بسیار سرد را اندازه گیری کنیم باید از یک ترمومتر الکلی استفاده کنید. همچنین از طرفی دیگر اگر بخواهید دمای اجسام بسیار گرم را اندازه گیری کنیم ( کمتر از ℃ ۳۵۷) باید از ترمومتر جیوه ای استفاده کنید.
تفاوت های ترمومتر جیوه ای و ترمومتر الکلی
برای خرید ترمومتر الکلی باید نکاتی از جمله محدوده رنج قابل اندازه گیری محیط یا جسمی که میخواهیم دمای آن را اندازه گیری کنیم را مد نظر قرار دهیم.
جیوه دارای قیمت بالاتری از الکل میباشد. بنابراین اگر نیاز به اندازه گیری دمای هوای محیط داشته باشیم باید از یک ترمومتر الکلی استفاده کنیم. اما برای اندازه گیری دمای اجسام گرم مانند دمای موتور خودرو باید از یک ترمومتر جیوه ای استفاده کنیم. همچنین یکی دیگر از نکاتی که در هنگام خرید ترمومتر الکلی باید در نظر داشت این است که دقت Spirit Thermometer کمتر از ترمومتر جیوه ای میباشد.
تفاوت های مهم دیگری بین جیوه و الکل نیز وجود دارد. جیوه به شدت سمی میباشد و برای محیط زیست خطرناک میباشد. الکل نیز قابل اشتعال است.
خرید ترمومتر الکلی
با توجه به نکاتی که در بالا ذکر شد ترمومتر های الکلی دارای قیمت پایین تری نسبت به ترمومتر های جیوه ای میباشند و بسیار مقرون بصرفه میباشند. همچنین این ترمومتر ها سمی نمیباشند و استفاده از آنها برای اپراتور ها خطری نخواهند داشت. همچنین به دلیل پایین بودن نقطه انجماد الکل نسبت به جیوه، برای کاربرد هایی که اندازه گیری دماهای بسیار پایین مد نظر باشد (مانند دمای داخل فریزر) استفاده از ترمومتر های الکلی بسیار کاربردی میباشد.
نکات مهم هنگام خرید ترمومتر الکلی
برای انتخاب و خرید ترمومتر الکلی مناسب، بهتر است قبل از خرید به چند نکته مهم توجه کنید. این دماسنج ها با وجود قیمت مناسب و ایمنی بالا، برای همه کاربردها مناسب نیستند و انتخاب مدل اشتباه می تواند باعث خطای اندازه گیری یا کاهش عمر تجهیز شود.
۱. محدوده دمایی قابل اندازه گیری
مهم ترین نکته در خرید ترمومتر الکلی، توجه به رنج دمایی آن است. ترمومترهای الکلی معمولاً برای اندازه گیری دماهای پایین و محیط های سرد مانند یخچال، فریزر، سردخانه، آزمایشگاه و محیط های عمومی کاربرد دارند.
بهتر است رنج دمایی ترمومتر به گونه ای انتخاب شود که دمای کاری مورد نظر در میانه بازه اندازه گیری قرار بگیرد. این موضوع باعث افزایش دقت و خوانایی بهتر دما می شود.
۲. نوع سیال داخلی ترمومتر
در بیشتر ترمومترهای الکلی از اتانول یا ترکیبات مشابه استفاده می شود. نوع سیال داخلی روی محدوده دمایی، نقطه انجماد، نقطه جوش و دقت اندازه گیری تأثیر دارد. به همین دلیل در کاربردهای حساس، بهتر است مشخصات فنی محصول و نوع مایع داخلی بررسی شود.
۳. دقت و درجه بندی ترمومتر
دقت ترمومتر الکلی معمولاً نسبت به ترمومتر جیوه ای کمتر است، اما برای بسیاری از کاربردهای عمومی و آزمایشگاهی کاملاً قابل قبول می باشد. هنگام خرید، به میزان تقسیم بندی روی بدنه، واحد اندازه گیری و خوانایی اعداد توجه کنید.
برای کاربردهای آزمایشگاهی یا کنترل کیفی، انتخاب ترمومتر دارای درجه بندی واضح و دقت مناسب اهمیت زیادی دارد.
۴. جنس بدنه و محافظ شیشه
از آن جایی که ترمومتر الکلی معمولاً دارای بدنه شیشه ای است، در محیط های صنعتی یا مکان هایی که احتمال ضربه وجود دارد، بهتر است از مدل هایی استفاده شود که دارای قاب محافظ یا بدنه مقاوم تر هستند.
وجود محافظ باعث افزایش طول عمر ترمومتر و کاهش احتمال شکستگی در هنگام استفاده یا جابه جایی می شود.
۵. کاربرد مورد نظر
قبل از خرید باید مشخص شود ترمومتر برای چه محیطی استفاده می شود. برای مثال:
- اندازه گیری دمای محیط
- استفاده در یخچال و فریزر
- استفاده در سردخانه
- کاربردهای آزمایشگاهی
- کنترل دمای مواد یا سیالات در دماهای پایین
اگر هدف اندازه گیری دماهای بالا، محیط های تحت فشار یا شرایط صنعتی سنگین باشد، بهتر است به جای ترمومتر الکلی از تجهیزاتی مانند ترمومتر بی متال، ترمومتر گازی یا ترمومتر دیجیتال استفاده شود.
جدول مقایسه ترمومتر الکلی و ترمومتر جیوه ای
| ویژگی | ترمومتر الکلی | ترمومتر جیوهای |
|---|---|---|
| سیال داخلی | الکل یا ترکیبات مشابه | جیوه |
| ایمنی | ایمنتر و غیرسمی | سمی و خطرناک برای انسان و محیط زیست |
| مناسب برای دماهای پایین | بسیار مناسب | محدودتر |
| مناسب برای دماهای بالا | محدود | مناسبتر |
| خوانایی | خوب، به دلیل رنگی بودن مایع | متوسط |
| قیمت | اقتصادیتر | معمولاً گرانتر |
| دقت | مناسب برای کاربردهای عمومی | معمولاً دقیقتر |
| کاربرد رایج | فریزر، سردخانه، آزمایشگاه، محیط عمومی | آزمایشگاه، کاربردهای دقیقتر و دماهای بالاتر |
کاربردهای رایج ترمومتر الکلی
ترمومتر الکلی به دلیل ایمنی بالا، قیمت مناسب و توانایی اندازه گیری دماهای پایین، در محیط های مختلفی استفاده می شود. برخی از مهم ترین کاربردهای آن عبارت اند از:
- اندازه گیری دمای یخچال و فریزر
- کنترل دمای سردخانه ها
- استفاده در آزمایشگاه ها
- اندازه گیری دمای محیط
- کاربردهای آموزشی و تحقیقاتی
- استفاده در صنایع غذایی برای کنترل دمای نگهداری مواد
- بررسی دمای محیط های سرد و کم خطر
البته باید توجه داشت که ترمومتر الکلی برای محیط های با دمای بسیار بالا، فشار زیاد یا ارتعاش شدید گزینه مناسبی نیست و در چنین شرایطی استفاده از تجهیزات مقاوم تر توصیه می شود.
چه زمانی ترمومتر الکلی انتخاب مناسبی است؟
اگر هدف شما اندازه گیری دما در محیط های سرد، عمومی یا آزمایشگاهی باشد، ترمومتر الکلی می تواند انتخابی اقتصادی و کاربردی باشد. این مدل دماسنج به دلیل نداشتن جیوه، خطر کمتری برای کاربر و محیط زیست دارد و در صورت شکستن نیز نسبت به ترمومتر جیوه ای ایمن تر است.
با این حال، اگر به اندازه گیری دماهای بالا، دقت بسیار زیاد یا استفاده در محیط های صنعتی سخت نیاز دارید، بهتر است از سایر انواع تجهیزات اندازه گیری دما مانند ترمومتر دیجیتال، ترمومتر بی متال یا ترمومتر لیزری استفاده کنید.
جمع بندی راهنمای خرید ترمومتر الکلی
ترمومتر الکلی یکی از گزینه های مناسب برای اندازه گیری دماهای پایین و کاربردهای عمومی است. قیمت مناسب، ایمنی بیشتر نسبت به جیوه، خوانایی خوب و امکان استفاده در محیط های سرد از مهم ترین مزایای این دماسنج محسوب می شود.
در هنگام خرید ترمومتر الکلی باید به مواردی مانند رنج دمایی، دقت، نوع سیال داخلی، جنس بدنه، خوانایی درجه بندی و کاربرد مورد نظر توجه کنید. انتخاب صحیح این دماسنج باعث افزایش دقت اندازه گیری و کاهش خطا در کاربردهای آزمایشگاهی، سردخانه ای و عمومی خواهد شد.
سوالات متداول پیرامون ترمومتر الکلی
چرا الکل در ترمومترها استفاده می شود؟
الکل به دلیل نقطه انجماد خیلی پایین می تواند در بعضی ترمومترها مورد استفاده قرار گیرد. همچنین می تواند در فضاهای سرد مانند فریزر مورد استفاده قرار گیرد. با این حال در شرایط جوی بسیار گرم به دلیل پایین بودن نقطه جوش مناسب نیست.
چرا ترمومتر الکلی اختراع شد؟
چون دقیق تر از نخستین ترمومتر ، همان ترمومتر آبی اختراع که توسط گالیله در سال ۱۵۴۲ بود.
چه نوع الکلی در ترمومترها استفاده می شود ؟
انواع مختلفی از الکل با اهداف مختلف در ترمومترها استفاده می شود اما اتانول متداول ترین است.
مزایا و معایب استفاده از الکل در ترمومتر چیست ؟
مزایا: ارزان بوده و وقتی با رنگ قرمز اند به وضوح دیده می شوند .
معایب: آنها سطح را مرطوب می کنند، کشش سطحی پایینی داشته و دانسیته کمی دارند.
چرا از جیوه و الکل در ترمومتر استفاده می شود ؟
جیوه دارای نقطه جوش بالایی است و می تواند دماهای بالا را اندازه بگیرد و الکل دارای نقطه انجماد پایینی است و می تواند دماهای بسیار پایین را اندازه بگیرد، بنابراین برای اندازه گیری دقیق دماهای بسیار بالا و بسیار پایین مورد استفاده قرار می گیرند.
