Nhiệt Kế Là Gì | Cấu Tạo | 3 Loại được Sử Dụng Phổ Biến - Vimi

Nhiệt kế là gì? Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động như thế nào? Nhiệt kế có những loại nào được sử dụng phổ biến? Được ứng dụng như thế nào? Cùng vimi giải đáp những thắc mắc trên qua bài viết sau đây:

Nội dung chính

• 1 Nhiệt kế là gì
• 2 Lịch sử ra đời của nhiệt kế
• 3 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của nhiệt kế là gì
• 4 Nhiệt kế thủy ngân là gì
• 5 Nhiệt kế điện tử là gì
• 6 Nhiệt kế hồng ngoại là gì
• 7 Ứng dụng của nhiệt kế là gì

1 Nhiệt kế là gì

Như chúng ta đã biết nhiệt kế là một công cụ dùng để đo nhiệt độ. Vậy thì nhiệt kế có nghĩa là gì? Đó là: “nhiệt” có nghĩa là nhiệt độ và “kế” có nghĩa là đo lường. Tên gọi này xuất phát từ hai đoạn chữ Hy Lạp.

Nhiệt kế có khả năng đo nhiệt độ ở trạng thái rắn, lỏng hoặc khí hoặc nhiệt độ gradient bằng cách sử dụng nhiều nguyên tắc khác nhau.

Nhiệt kế được cấu tạo từ 2 bộ phận chính gồm:

• Phần hiển thị kết quả
• Phần cảm biến nhiệt độ.

2 Lịch sử ra đời của nhiệt kế

Nhiệt kế là sản phẩm trí tuệ của nhiều nhà nghiên cứu khác nhau. Avicenna, Cornelius Drebbel, Robert Fludd, Galileo Galilei và Santorio Santorio là những cái tên đã ghi công vào việc sáng tạo ra nhiệt kế. Trải qua nhiều quá trình nghiên cứu, phát triển khác nhau nhiệt kế được hoàn thiện như này hôm nay.

Bản vẽ rõ ràng đầu tiên của nhiệt kế được Giuseppe Biancani thiết kế vào năm 1617. Trong bản vẽ này có thang đo và sau đó  được cấu tạo thành nhiệt kế bởi Robert Fludd vào năm 1638. Lúc bấy giờ nhiệt kế có một ống thẳng đứng với một bầu đặt ở phía trên và phần phía dưới thì được nhúng vào nước. Bên trong ống mực nước được điều khiển bởi sự co giãn không khí, chính vì điều này chúng ta còn biết đến nó với tên gọi là nhiệt kế không khí.

Trong khoảng từ năm 1611 đến 1613, lần đầu tiên đặt thang đo được đặt vào nhiệt kế bởi một số nhà nghiên cứu như Francesco Sagredo và Santorio Santorio.

Trải qua quá trình nghiên cứu dài hàng trăm năm đến năm 1866, Thomas Clifford Allbutt, người đã phát minh ra một loại nhiệt kế y tế có thể đưa ra kết quả chỉ sau 5 phút thay vì phải mất 20 phút như trước đó.

Nhiệt kế thủy ngân của Daniel Fahrenheit được đánh là nhiệt kế chính xác đầu tiên trong lịch sử. Nó sử dụng thủy ngân thay vì sử dụng hỗn hợp rượu và nước.

3 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của nhiệt kế là gì

Nhiệt kế có cấu tạo chung và nguyên lí hoạt động như sau:

➀ Cấu tạo chung

Đa số các loại nhiệt kế đều có hai bộ phận quan trọng:

•  Phần cảm biến nhiệt độ: là bầu đựng thủy ngân hoặc rượu trong nhiệt kế

•  Phần hiển thị kết quả: là thang chia vạch số hiển thị trên nhiệt kế.

➁ Nguyên lý hoạt động 

Phụ thuộc vào mục đích của người sử dụng là dùng để đo nhiệt độ chất rắn, chất lỏng hay khí mà nhiệt kế đưa ra những nguyên tắc đo khác nhau.

Nguyên lý hoạt động chung của nhiệt kế khá đơn giản đó là nóng nở ra, lạnh co vào.

Nhiệt kế có các đơn vị nhiệt độ tiêu chuẩn là: Celsius ((ký hiệu °C) nó được sử dụng nhiều ở Canada/ Anh và Fahrenheit (ký hiệu °F) được sử dụng nhiều ở Mỹ. Trong lĩnh vực nghiên cứu các nhà khoa học còn sử dụng đơn vị Kelvin.

4 Nhiệt kế thủy ngân là gì

Nhiệt kế thủy ngân là thiết bị được phát minh từ rất lâu đời tuy nhiên cho đến ngày nay nó vẫn là một thiết bị được sử dụng khá phổ biến. Cùng tìm hiểu cấu tạo, nguyên lí hoạt động, những ưu nhược điểm của nhiệt kế thủy ngân nhé!

➀ Cấu tạo: 

Nhiệt kế thủy ngân được cấu tạo từ bộ phận 3 phần chính là:

• Phần cảm nhận nhiệt độ: Là bầu đựng thủy ngân
• Ống mao dẫn: Là cột dẫn thủy ngân khi tiếp xúc với môi trường từ làm nó giãn nở vì vậy có thể giúp nhiệt kế đo được nhiệt độ của môi trường.
• Phần hiển thị kết quả: Bao gồm các vạch số. Dựa trên nguyên tắc giãn nở của thủy ngân mà người ta chia ra các mức nhiệt độ tương ứng với độ cao của ống mao dẫn.. Hoạt động này ngay lập tức sẽ hiển thị số liệu xác nhận mức hiệu chuẩn của thang đo nhiệt độ.

➁ Nguyên lý hoạt động:

Nhiệt kế thủy ngân hoạt động dựa trên nguyên lý sự giãn nở của thuỷ ngân theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ thay đổi cột nhiệt độ chạy và lan rộng hoặc kéo tụt thủy ngân trong ống. Dưới tác động của nguyên lý giãn nở của vật chất (thủy ngân) nó có tác dụng nhận nhiệt từ môi trường cần đo. Tùy vào nhiệt độ mà sự giãn nở của thủy ngân khác nhau. Vì vậy nhiệt kế thủy ngân đo được nhiệt độ của môi trường.

➂ Ưu và nhược điểm khi sử dụng nhiệt kế thủy ngân

a, Ưu điểm

✔ Giá thành của loại nhiệt kế này khá rẻ vì vậy nó là lựa chọn của rất nhiều người tiêu dùng.

✔ Chính vì cấu tạo nhiệt kế thủy ngân khá đơn giản nên nó cũng rất thuận tiện trong việc thao tác và sử dụng. Là một thiết bị khá tiện lợi vì vậy nhiệt kế thủy ngân luôn xuất hiện trong các tủ thuốc gia đình và sử dụng nhiều tại bệnh viện.

✔ Cho kết quả có độ chính xác cao khi được sử dụng đúng cách.

✔ Khi đo ở nách có thể sử dụng cho nhiều người vì vậy có khả năng sử dụng liên tục để đo cho nhiều người.

b, Nhược điểm

✘ Thời gian đưa ra kết quả khá lâu mất khoảng từ 3-5 phút, không chỉ thế việc đo cho trẻ nhỏ khá khó khăn sẽ khiến trẻ quấy khóc và khó cố định một chỗ trong khi sử dụng nhiệt kế điện tử chỉ mất vài giây.

✘ Thao tác sử dụng rườm rà, nhiều bước và không có nhiều chức năng phù trợ.

✘ Vạch hiển thị kết quả thường rất nhỏ, dễ bị mờ hoặc nhìn không rõ dẫn đến nhầm lẫn.

✘ Vì có cấu tạo đơn giản nên nhiệt kế thủy ngân không có những chức năng hiện đại, ví dụ: chức năng cảnh báo sốt cao.

✘ Cần phải sử dụng đúng cách để cho kết quả chính xác nhất vì sử dụng sai sẽ làm cho kết quả bị sai lệch.

✘ Nguy cơ rơi vỡ rất cao, khi vỡ thủy ngân bay hơi sẽ rất độc và nguy hiểm cho người sử dụng nếu không may hít phải.

➃ Một số lưu ý khi chọn mua nhiệt kế thủy ngân

? Thứ nhất là phải kiểm tra về độ nguyên vẹn của sản phẩm, tránh chọn phải những sản phẩm bị vỡ hoặc có vết nứt, dạn.

? Thứ hai là quan sát vạch chia độ rõ nét dễ quan sát và đọc được nhiệt độ hay không.

5 Nhiệt kế điện tử là gì

Nhiệt kế điện tử là một loại nhiệt kế dùng công nghệ cảm ứng bức xạ hồng ngoại để đo nhiệt độ. Ngày nay, loại nhiệt kế này đang được người tiêu dùng tin tưởng và lựa chọn sử dụng phổ biến bởi tính chính xác và tốc độ hiển thị kết quả nhanh của nó. Cùng tìm hiểu cấu tạo và những ưu nhược điểm của loại nhiệt kế này như thế nào nhé!

➀ Cấu tạo nhiệt kế điện tử

Về cấu tạo của nhiệt kế điện tử gồm 3 phần:

• Bộ phận cảm biến: Là nơi để tiếp nhận bước sóng của cơ thể.
• Bộ phận màn hình LCD: Là nơi trả về kết quả nhiệt độ trên cơ thể của bạn.
• Nút nguồn: Để bật nhiệt kế điện tử khi sử dụng.

➁ Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế điện tử

Nhiệt kế điện tử sử dụng cảm biến nhiệt để đo nhiệt độ. Cảm biến sẽ được kết nối với một bảng vi mạch điện tử được lập trình sẵn. Khi quá trình đo diễn ra, phần cảm biến sẽ thu thập thông tin, truyền đến bảng điều khiển và sau đó sẽ hiển thị kết quả đo trên màn hình.

➂ Ưu và nhược điểm khi sử dụng nhiệt kế điện tử:

a, Ưu điểm

✔ Nhiệt kế điện tử an toàn và phù hợp với mọi đối tượng sử dụng nó. Được làm từ chất liệu cao cấp nên có khả năng chống chịu va đập tốt hạn chế tối đa các hiện tượng như bị vỡ, nứt.

✔ Thông số rõ ràng, cho kết quả nhanh, chính xác chỉ sau 5 – 10 giây.

✔ Đơn giản, dễ sử dụng. Phụ huynh có thể tin tưởng và an tâm lựa chọn, có thể đo ở nhiều vị trí khác nhau trên cơ thể trẻ.

b, Nhược điểm

✘ Bởi những ưu điểm nổi trội hơn nhiệt kế thủy ngân nên giá thành một sản phẩm nhiệt kế điện tử cũng sẽ cao hơn.

✘ Độ chính xác của nhiệt kế điện tử thường chênh lệch so với nhiệt kế thủy ngân khoảng từ 0,2 – 0,5°C.

➃ Một số lưu ý khi chọn mua nhiệt kế điện tử

? Nên chọn loại nhiệt kế điện tử có chức năng cảnh báo sốt.

? Nên chọn nhiệt kế có sai số khi đo thấp, độ chính xác cao, sai số đo dao động tầm khoảng 0,2 – 0,3 độ C là ổn.

?  Về dung lượng bộ nhớ lớn, dao động từ khoảng 25-50 kết quả đo với thời gian ngày giờ đo rõ ràng và cụ thể.

?  Về màn hình hiển thị :dễ dàng quan sát được những thông số và kết quả đo. Chúng ta nên cân nhắc lựa chọn những sản phẩm được trang bị màn hình hiển thị là LCD hoặc LED.

?  Về thời lượng pin: Chọn những sản phẩm có thời lượng pin dài, dễ thay.

?  Có một số tiện ích đi kèm.

?  Có bảo hành và đảm bảo được độ tin cậy, uy tín.

6 Nhiệt kế hồng ngoại là gì

Nhiệt kế hồng ngoại là loại nhiệt kế có thể đo được nhiệt độ mà không cần chạm vào người hoặc vật thể. Dựa trên nguyên lý đo lượng hồng ngoại từ cơ thể tỏa ra. Loại nhiệt kế này có thể đo ở vị trí trán, đo ở tai hoặc cũng có một số loại tích hợp đo cả ở trán và tai.

➀ Cấu tạo nhiệt kế hồng ngoại​:

• Phần cảm biến thực hiện chức năng tiếp nhận bước sóng của cơ thể hoặc vật thể.
• Màn hình LCD nằm trên thân nhiệt kế sẽ hiển thị kết quả đo được trên thân nhiệt.
• Các nút điều khiển bao gồm: tắt nguồn, bật nguồn và chuyển đổi đơn vị đo. Không chỉ thế nó có thể chuyển từ đo nhiệt độ cơ thể người sang đo nhiệt độ phòng.

➁ Nguyên lý hoạt động:

Chỉ cần là các vật thể có nhiệt độ trên -273°C sẽ đều phát ra bức xạ nhiệt hay sóng hồng ngoại, cơ thể con người cũng như thế. Cảm biến hồng ngoại làm nhiệm vụ đo mức năng lượng phát ra bởi vật thể chúng ta muốn đo sau đó sẽ tính toán và hiển thị kết quả trên màn hình LCD.

➂ Ưu điểm và nhược điểm của nhiệt kế hồng ngoại

a, Ưu điểm

✔ Bởi có nhiều tính năng nổi trội nên việc sử dụng cũng rất dễ dàng, thuận tiện, bạn chỉ cần hướng nó về phía vật cần đo sau đó bấm nút và đọc kết quả trên màn hình.

✔ Hiển thị độ chính xác rất cao nên việc mắc phải sai số thường rất ít.

✔ Nhiệt kế hồng ngoại được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống bởi nó không cần có sự tiếp xúc giữa vật cần đo và nhiệt kế.

✔ Việc đo nhiệt độ của những vật có kích thước lớn cũng dễ dàng hơn bao giờ hết.

✔ Rất thuận tiện khi đo nhiệt độ tại những vị trí nguy hiểm như môi trường chứa chất độc hại, điều kiện khắc nghiệt (núi lửa, băng tuyết,..),  và cả những thiết bị điện…

b, Nhược điểm

✘ Giá thành khá cao.

✘ Dễ bị ảnh hưởng bởi các tác nhân bên ngoài đến kết quả như gió quạt, điều hòa, mồ hôi …

✘ Sử dụng điện năng nên nếu trong trường hợp điện năng yếu hoặc không đủ sẽ không sử dụng được thiết bị.

➃ Một số lưu ý khi chọn mua nhiệt kế hồng ngoại

? Thứ nhất là nên chọn mua sản phẩm uy tín, chính hãng, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng.

? Thứ hai là chọn những sản phẩm đảm bảo được tính chính xác cao, thời gian cho kết quả nhanh chóng.

? Thứ ba là chọn sản phẩm không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người được đo.

? Thứ tư là nên chọn những sản phẩm được tin tưởng sử dụng và đánh giá cao.

7 Ứng dụng của nhiệt kế là gì

Với nhiều mục đích khác nhau, nhiệt kế là thiết bị đo được sử dụng phổ biến từ quy mô nhỏ như gia đình đến trong thí nghiệm rộng hơn là trong ngành công nghiệp sản xuất. Cùng điểm qua một số ứng dụng của nó trong các lĩnh vực sau đây:

➀ Trong lĩnh vực y tế

♦ Nhiệt kế được sử dụng nhiều với mục đích để đo thân nhiệt cơ thể, khi muốn biết cơ thể có bị sốt hay hạ thân nhiệt không.

♦ Trong y tế nhiệt kế bao gồm một số loại như: Nhiệt kế tai (nhiệt kế hồng ngoại), nhiệt kế trực tràng và miệng (nhiệt kế thủy ngân hoặc nhiệt kể NTC với đầu đọc kỹ thuật số) và nhiệt kế trán (nhiệt kế tinh thể lỏng).

➁ Trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất

♦ Trong lĩnh vực sản xuất máy móc thiết bị, nhiệt kế điện được sử dụng trong các hệ thống kiểm soát nhiệt độ không khí như điều hòa, tủ đông, máy sưởi, tủ lạnh, máy nước nóng,…

♦ Ở một số vùng khí hậu lạnh nhiệt kế giúp con người xác định xem vị trí đó có thể bị đóng băng hay không. Dùng để để khởi tạo các mô hình dự báo thời tiết.

♦  Trong các nhà máy năng lượng hạt nhân nhiệt kế chuyên dụng có vai trò theo dõi nhiệt độ lõi lò phản ứng hạn chế tối đa khả năng xảy ra sự cố hạt nhân, xác định tổn thất năng lượng và cách nhiệt kém, lỗi điện và các vấn đề về hệ thống ống nước.

♦ Trong ngành công nghiệp thực phẩm, nhiệt kế giúp kiểm tra thực phẩm có đạt được độ chuẩn cho phép để bảo quản thực phẩm hay không. Khi thực phẩm ở nhiệt độ khoảng 41°F và 135°F (5°C và 57°C) sẽ bị các vi khuẩn có hại làm hư hỏng. Nhiệt kế giúp theo dõi được nhiệt độ làm lạnh và duy trì thực phẩm luôn được tươi sống.

➂ Trong phòng thí nghiệm

♦ Trong phòng thí nghiệm nhiệt kế sử dụng một loạt các hiệu ứng vật lý để đo nhiệt độ.

♦ Cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng khoa học và kỹ thuật, đặc biệt là các hệ thống đo lường…

Xem thêm các danh mục sản phẩm: Đồng hồ đo nhiệt độ | Đồng hồ nhiệt độ cơ.