[과학] 온도계 종류, 온도계 원리, 온도와 열, 알코올 온도계, 적외선 온도계

온도계는 주로 물질의 특정 물리적 특성이 온도 변화에 따라 예측 가능한 방식으로 변한다는 원리를 이용합니다. 가장 일반적인 온도계는 액체 팽창을 이용하며, 그 외에도 다양한 원리를 이용하는 온도계들이 있습니다. 온도계는 온도를 측정하는 도구 또는 장치를 말합니다. 쉽게 말해, 얼마나 뜨겁거나 차가운지를 숫자로 알려주는 기계입니다. 온도계는 공기, 물, 인체, 식품, 기계 등 다양한 물질이나 공간의 온도를 정량적으로 측정하며 온도가 상승하거나 하강하는 변화를 감지하고 그 정도를 나타냅니다. 또한 특정 온도를 유지하거나 감시하여 안전을 확보하거나 시스템을 제어하는 데 사용됩니다. 오늘은 온도계의 종류에 대하 살펴볼게요.

 

1. 알코올 온도계

알코올 온도계는 진공으로 되어 있는 얇고 가는 유리 관에 들어 있는 알코올로 온도를 측정한다. 온도를 측 정하기 위해 알코올 온도계를 따뜻한 물에 담그면 열 이 따뜻한 물에서 알코올 온도계로 이동하여 알코올 을 이루는 입자들의 운동이 활발해지고, 그 결과 알코올의 부피가 팽창하여 유리관 위로 올라간다. 이러한 현상을 열팽창이라고 한다. 열팽창은 측정하는 물질 의 온도와 온도계 내부의 온도가 같은 열적 평형 상태 가 될 때까지 일어나게 된다. 열적 평형 상태가 되면 온도계 속 알코올의 부피는 더 이상 변하지 않는다. 이때 알코올의 높이가 측정하는 물질의 온도가 된다.

알코올 온도계

 

2. 적외선 온도계

적외선 온도계는 물체에서 방출되는 적외선을 감지 해 온도를 측정하는 온도계이다. 모든 물체는 가시광선 보다 파장이 긴 적외선을 방출하는데 적외선 온도계는 이러한 적외선을 감지해 전기적 신호로 바꾸고 온도 표시 창에 숫자로 나타낸다. 적외선 온도계를 사용하면 물체에 직접 접촉하지 않고 물체의 온도를 측정할 수 있어 안전하고, 열평형 상태가 될 때까지 기다리지 않고 빠르게 온도를 측정할 수 있다.

적외선 온도계

 

3. 조리용 온도계 (바이메탈 온도계)

온도에 따라 전기적인 특성이 변하는 점을 이용한 온도계이다. 온도계 끝에 이쓴 스테리인리스강으로 된 침을 음식의 내부에 찔러 열이 금속을 따라 전되되는것을 이욯해 온도를 측정한다. 온도가 올라 가면 붙어 있는 두 금속이 동시에 늘어나는데. 열팽창률이 큰 금속이 열팽창률이 작은 금속에 비해 더 많이 늘어나면서 열팽창률이 작은 금속 쪽으로 휘어져 온도계의 바늘 지침이 움직인다. 기름의 온도 측정, 음 식물의 중심부 온도 측정 등에 이용된다.

조리용 온도계

4.갈릴레이 온도계

온도에 따라 액체의 부피가 변하는 것을 이용해 만든 온도계이다. 투명한 액체가 든 유리관 안에 색깔이 다른 여러 종류의 액체가 담겨 있는 유리구가 들어 있는 구조이다. 온도 변화에 따라서 온 도계 외부와 온도계 내부의 액체와의 밀도 차이로 인해 유리구가 위로 뜨거나 가라앉게 되는데, 이러한 유리구의 이동을 통해 온도를 측정할 수 있도록 만들어졌다.

갈릴레이 온도계

5 .온습도계

온도와 습도를 동시에 측정하는 결합형 온습도계는 온도계와 습도계의 측정 원리를 결합하여 하나의 기기에서 두 가지 값을 동시에 측정할 수 있도록 설계되었습니다. 일반적으로 디지털 방식의 전자 온습도계가 많이 사용되며, 이를 통해 편리하게 실내 환경을 모니터링할 수 있도록 만들어졌다.

온습도계

 

6. 귀체온계

적외선 기술을 사용하여 고막에서 방출되는 열 복사(적외선)를 측정하는 것이다. 고막의 온도는 체내의 중심 체온과 유사하기 때문에 귀체온계는 빠르고 정확하게 체온을 측정할 수 있다. 귀체온계의 센서는 고막과 주변 조직에서 방출되는 적외선을 감지하는데, 이 적외선은 체온에 따라 강도가 달라진다. 감지된 적외선은 전기적 신호로 변환되고 센서는 적외선의 강도를 전압 신호로 바꾸어 전자 회로로 전달된다. 전자 회로는 전압 신호를 해석하여 대응하는 온도로 변환된다.

귀체온계