Per aiutare nello studio del tempo e di altri fenomeni, gli scienziati usano i termometri per misurare la temperatura. I termometri sono disponibili in diversi tipi, tra cui liquido in vetro, resistenza e radiazione infrarossa. Ogni tipo offre diversi vantaggi come il costo, la velocità, la precisione e il range di temperatura.
Termometro a liquido in vetro
Il termometro a liquido in vetro è uno degli strumenti più usati oggi misurare la temperatura. Come suggerisce il nome, lo strumento consiste in un bulbo di vetro contenente un liquido speciale. In cima al bulbo c'è uno stelo con una scala contrassegnata per misurare la temperatura. I liquidi scelti per i termometri si espandono e si contraggono in modo significativo in risposta ai cambiamenti di temperatura, quindi indicano la temperatura come una posizione sulla scala dello stelo. Per molti anni, il mercurio era un liquido comunemente usato per misurare la temperatura, anche se per ragioni di sicurezza i produttori di termometri si sono progressivamente ritirati a favore dell'alcool e di altre sostanze con minore tossicità. Daniel Gabriel Fahrenheit ha inventato il termometro al mercurio in vetro, che copre la gamma di temperature da meno 38 a 356 gradi Celsius (meno 36,4 a 672,8 gradi Fahrenheit).
Termometro a resistenza
Come correnti elettriche fluiscono attraverso i fili, si spargono l'un l'altro e i confini del filo. Questo è un fenomeno noto come resistenza elettrica e il suo valore è correlato alla temperatura. I termometri a resistenza utilizzano in genere filo di platino poiché non si corrode o reagisce diversamente con l'aria in un ampio intervallo di temperature. Il filo viene normalmente avvolto in una bobina e inserito all'interno di un tubo di ceramica. I termometri a resistenza hanno una risoluzione molto maggiore rispetto al tipo a vetro liquido e possono potenzialmente misurare le variazioni fino a un millesimo di grado.
Termometro a gas a volume costante
Il volume costante il termometro del gas è costituito da un contenitore con una quantità fissa di gas all'interno. Il termometro funziona secondo il principio che i cambiamenti nella pressione del gas sono proporzionali alle variazioni della temperatura del gas. Un sensore di pressione all'interno del contenitore rileva la pressione e l'elettronica di calibrazione converte questo valore in una misurazione della temperatura. I termometri a volume costante utilizzano in genere l'aria come gas per le misurazioni portate a temperatura ambiente. Se le misure richiedono temperature molto basse, si utilizza invece l'elio, poiché ha un punto di ebollizione vicino allo zero assoluto.
Termometria a radiazione
Tutti gli oggetti emettono radiazioni infrarosse con un'intensità approssimativamente proporzionale al loro temperatura. I termometri per radiazioni consistono in una serie di ottiche che focalizzano la luce a infrarossi su uno speciale rilevatore elettronico. Il rivelatore è normalmente un semiconduttore come il silicio, che produce una corrente elettrica proporzionale all'intensità della radiazione infrarossa. Il dispositivo calcola elettronicamente la temperatura. Un vantaggio chiave dei termometri a radiazione è il potenziale per misurare la temperatura di un oggetto a una distanza. Possono anche misurare le temperature più velocemente rispetto ad altri metodi. Alcuni termometri a infrarossi hanno un mirino laser per puntare il dispositivo con precisione su oggetti specifici
