온도의 측정원리는 무엇인지 궁금해요
문득 궁금해 지는데 온도를 측정하는 것은 어떤 과학적 원리로 측정하여 사람이 볼수 있는 수치로 볼수 있는 건지 궁금합니다. 알려주세요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
일상에서 가장 흔하게 쓰이는 온도계는 액체의 열팽창을 이용한 것이다. 보다 정확하게 온도를 잴 수 있는 것은 액체 수은을 이용한 것인데, 수은의 독성으로 인해 이제 거의 쓰이지 않으며, 주로 붉은색 염료를 넣은 알코올을 이용한 온도계가 일상에서 널리 쓰인다. 이외에도, 이상 기체의 상태방정식을 이용한 일정 부피 기체온도계, 일정 압력 기체온도계도 있다. 또한 흑체복사의 원리를 이용해 온도를 측정하는 장치도 널리 쓰이고 있다.
열팽창을 이용한 온도계에 이용할 물질은 1) 수축과 팽창이 가능한 짧은 시간에 일어냐야 하며, 2) 수축과 팽창과정이 가역적이어야 하고, 3) 수축과 팽창이 온도변화에 따라 거의 균일해야 한다. 특히, 만약 수축과 팽창과정이 가역적이지 않다면, 외부의 온도가 정해져있더라도, 온도가 올라갈때의 온도계의 눈금과 온도가 내려갈때의 온도계의 눈금이 달라질 수 있어서, 온도계에 이용할 물질로는 적합하지 않다. 수축과 팽창이 균일해야 한다는 것도 중요하다. 예를 들어, 온도계의 눈금을 물의 끓는점과 물의 어는점을 이용했다고 가정해보자. 100 도와 0 도로 두 눈금을 표시하고, 두 눈금 사이를 100 개의 눈금으로 균일하게 나눈 온도계를 고려해보자. 만약 물질 A와 물질 B를 각각 이용한 두 온도계에서 위의 과정에 따라 눈금을 매겼다면, 0 도와 100 도에서는 두 온도계의 눈금은 일치할 것이다. 하지만, 물질 A와 물질 B의 온도에 따른 부피 팽창이 균일하지 않다면, 0 도와 100 도 사이의 제 3의 온도에서는 두 온도계가 가리키는 눈금이 다를 것이다. 바로 이런 이유로, 어떤 물질을 이용했는 지에 따라, 온도계를 이용해 측정할 수 있는 온도의 범위가 달라지게 된다.
안녕하세요. 강종훈 과학전문가입니다.
온도 측정은 물체의 분자 또는 원자의 열 움직임으로부터 파악됩니다. 일반적으로 물체의 온도가 높을수록 분자 또는 원자의 운동이 활발해지며, 온도가 낮을수록 운동이 둔화됩니다.
다양한 방법으로 온도를 측정할 수 있지만, 주로 쓰이는 방법 중 하나는 열파의 길이나 전기적 특성을 이용하는 것입니다. 온도 측정 장치는 이러한 물리적 변화를 감지하고 숫자로 변환하여 온도를 표시합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
온도 측정의 원리는 온도계에 따라 다릅니다.
하지만, 일반적으로 사용하는 수은 온도계는 온도의 변화에 따른 액체 부피 변화를 이용하는 것입니다.
수은의 어는점이 영하 38.83도이고, 끓는점은 356.73도로, 금속 중 액체로 존재하는 온도범위가 매우 좁은 금속이지만 이 덕분에 온도변화에 따른 부피의 변화가 확실한 금속 중 하나입니다.
그래서 미세한 온도변화에도 부피변화가 눈에 띄게 변하기 때문에 온도의 변화를 측정하는데 사용할 수 있는 것입니다.
안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.
보통 수은온도계를 많이 쓰는데 온도계 속에 수은이 들어있고 온도가 상승함에 따라 분자 운동량이 증가하여 분자간 거리가 멀어지기 때문에 부피가 증가하게 되고 따라서 그 증가한 부피만큼 온도에 대해서 수은 상부의 위치가 올라가게 됩니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
온도를 측정하는 과학적 원리는 열역학의 법칙에 따라서 측정됩니다. 열역학의 법칙은 물질의 분자들이 움직이는 에너지를 나타내는 것으로 이를 온도라고 합니다. 따라서 온도는 물질의 분자들이 움직이는 정도를 나타내는 것이라고 할 수 있습니다.
온도를 사람이 볼 수 있는 수치로 표현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 섭씨 온도로 표현하는 것입니다. 이는 물의 끓는 점을 100도 얼음의 녹는 점을 0도로 정한 뒤 그 사이를 100등분하여 온도를 나타내는 것입니다. 또 다른 방법으로는 화씨 온도가 있습니다. 이는 물의 끓는 점을 212도 얼음의 녹는 점을 32도로 정한 뒤 그 사이를 180등분하여 온도를 나타내는 것입니다.
그리고 온도를 측정하는 다른 방법으로는 적외선 온도계가 있습니다. 이는 물질의 분자들이 방출하는 적외선을 측정하여 온도를 알아내는 것으로 물질의 표면 온도를 측정할 수 있습니다.
마지막으로 온도를 나타내는 단위는 켈빈(Kelvin)도 있습니다. 이는 절대 온도로 섭씨 온도에서 273.15를 더한 값으로 나타냅니다. 따라서 0도 켈빈은 절대 영도로 물질의 분자들이 움직이지 않는 상태를 의미합니다.
이렇게 다양한 방법으로 온도를 측정하고 나타낼 수 있으며 어떤 방법을 사용하느냐에 따라서 수치가 달라질 수 있습니다. 따라서 온도를 측정할 때는 어떤 방법을 사용하는지에 대해서도 주의해야 합니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 온도를 재는 원리는 주로 온도의 변화에 따른 액체 물질의 열팽창, 즉 부피 변화를 이용한다. 극 고온의 물체는 물체가 내뿜는 가시광선을 이용하여 온도를 측정하기도 한다. 열팽창을 이용한 온도계로는 수은 온도계, 알코올 온도계, 바이메탈 온도계가 있다.
열퍙창을 이용한 온도계의 원리는 물질은 온도가 변화하면 팽창·수축하기 때문에, 이를 이용해서 온도를 측정할 수가 있다. 기체의 열팽창을 이용한 것으로서 기체온도계가 있는데 그 취급이 복잡하기 때문에 연구용 등 특별한 목적에 사용되고, 일반적으로는 액체·고체의 열팽창을 이용한 온도계를 사용한다. 유리 온도계나 부르동관식(Bourdon 管式) 온도계는 알코올 또는 수은의 열팽창을 이용한 것이며, 바이메탈식 온도계는 금속의 열팽창을 이용하고 있다. 수은은 응고점이 －38.9℃, 비등점이 357℃이므로, 보통 수은을 넣어서 만든 유리온도계는 －30 ∼ 360℃ 정도의 범위에서 사용된다. 수은의 윗부분에 고압 가스를 넣은 온도계라면 650℃ 정도까지에 사용할 수 있다.(출처 : 위키백과 - 온도계)
일반적으러 사용되는 수은 온도계는 수은이 영을 받으몀 팽창해서 부피가 증가하면서 색을 섞어서 눈에 보아게하는 원리로 눈금을 읽어서 온도를 볼수 있는 것입니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
온도를 재는 원리는 주로 온도의 변화에 따른 액체 물질의 열팽창, 즉 부피 변화를 이용합니다. 극 고온의 물체는 물체가 내뿜는 가시광선을 이용하여 온도를 측정하기도 합니다. 열팽창을 이용한 온도계로는 수은 온도계, 알코올 온도계, 바이메탈 온도계가 있습니다.
