온도

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     온도는 물질의 뜨겁고 찬 정도를 표현한 물리량으로 섭씨 또는 화씨의 단위로 나타낸다.
섭씨(°C)는 물의 어는 온도를 0 도로 끓는 점을 100 도로 정한 단위 이며,
화씨(°F)는 물의 어는 온도를 32 도로 끓는 점을 212 도로 정한 단위 이며,
다음과 같이 온도 변환이 가능합니다.

                °F = °C x 9/5 + 32

                °C = (°F − 32) ×  5⁄9

                K = °C + 273.15

온도계의 종류:

     온도계는 사용하는 물질의 종류에 따라 기체 온도계, 액체 온도계, 고체 온도계로 나눌수 있으며, 주로 액체온도계와 고체 온도계를 사용합니다.
측정체와 접촉여부에 따라 접촉식, 비접촉식 온도계로 나눌 수 있습니다.

기체 온도계:

     기체의 부피는 압력이 일정할때 1 K(절대온도) 증가함에 따라 부피가 1/273 증가하는 성질을 이용하여 만든 것입니다.
따라서 기체의 부피변화를 측정하면 온도 변화를 알 수 있으며 이를 이용하여 온도를 측정하는 온도계입니다. 아래 그림과 같이 기체가 들어있는 일정한 부피를 가지고 있는 용기가 있을때 온도에 따라 기체가 수축 또는 팽창하게 되고 이에 따라 수은의 높이가 달라지며 그 높이가 온도로 표현 가능합니다.

그 아래 사진은 상업용으로 판매하는 기체 온도계로 일정한 부피를 가지는 관 내부에 비활성 기체를 체우고 한쪽 끝에 압력계(온도 단위로 표시)를 연결하면 온도에따른 부피 변화가 압력 변화로 나타나며 그 값은 온도에 의존하는 값으로 온도로 표현 가능합니다.

physics.stackexchange.com


Inert Gas Pressure Thermometers (www.indiamart.com)


액체 온도계:

     액체가 열을 받으면 팽창하는 원리를 이용하여 만든 것으로 일반적으로 상온에서 가장 많이 사용하는 온도계입니다. 주로 알콜 온도계와 수은 온도계가 있습니다.
알콜온도계나 수은 온도계는 온도계의 밑에 알콜 또는 수은 저장부가 있고 액체가 지나가는 매우 가는 관으로 이루어져있습다.
실제 온도를 표시하는 기둥부분의 내부 관의 굵기는 머리카락 정도의 굵기입니다.
그래야 부피 변화가없습니다.

액체의 열팽창률 및 사용가능 온도범위
액 체 열 팽창률(1/°C) 온도 범위(°C)
수 은 0.00016 -35 ~ 510
에탄올 0.00104 -80 ~ 60
펜 탄 0.00145 -200 ~ 30
톨루엔 0.00103 -80 ~ 100



Glass Bulb Thermometers (http://ancor.com.my)


고체 온도계:

     고체 온도계는 감지기(센서)로 사용하기 적당하며 단독으로는 사용하기 어렵습니다.
또한 매우 다양한 종류가 있어 사용 온도에 따라 다양하게 선별할 수 있다.

     1. 열전쌍 (thermocouple)
     2. 서미스터 (thermister)
     3. 열저항소자 (RTD)
     4. 반도체 소자

Different Types of Sensors (http://www.efxkits.co.uk/)