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Liquid In Glass Thermometer in Hindi:
तापमान मापने के लिए सबसे सरल और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला थर्मामीटर लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर है(Liquid in glass thermometer )। यह आज भी उपयोग में आने वाले सबसे पारंपरिक थर्मामीटरों में से एक है। -200 से 600 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान को यह सटीक रूप से मापता है। इन थर्मामीटरों का उपयोग बिना किसी अतिरिक्त उपकरण के तापमान को मापने के लिए किया जा सकता है। तापमान रीडिंग को नग्न आंखों से पढ़ना आसान है। उद्योग, मेट्रोलॉजी और चिकित्सा के क्षेत्र में उनके व्यापक उपयोग हैं। liquid वाला पहला ग्लास थर्मामीटर वर्ष 1650 में प्रचलन में आया था, और इसमें अल्कोहल से भरी एक tube थी। बाद में, नए थर्मामीटर बनाए गए जो थर्मामीटर के अंदर पारा(mercury) को तरल(liquid) के रूप में इस्तेमाल करते थे।
“Liquid in glass thermometer में एक ग्लास लिफाफे के अंदर Liquid थर्मली संवेदनशील तत्व (thermally sensitive element) के रूप में कार्य करता है। तरल का स्पष्ट थर्मल विस्तार(thermal expansion) तापमान मापने का आधार है। ग्लास कंटेनर में Liquid की तापमान को मापने की क्षमता तरल के वॉल्यूमेट्रिक रिवर्सिबल और इसके थर्मल विस्तार पर निर्भर करती है।
Construction of Liquid in glass Thermometer in hindi | Construction of Mercury Thermometer in hindi :
थर्मामीटर के तीन मूलभूत घटक 1- Liquid (स्पिरिट या पारा जो तापमान परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करता है), 2-Liquid को रखने के लिए एक कांच की ट्यूब(capillary glass tube), 3- काली स्याही जो पैमाने के ऊपर उत्कीर्ण निशान को सुपाठ्य संख्याओं के रूप में भरने के लिए चाहिए होती है। तापमान मापने के लिए एक संवेदनशील थर्मामीटर की आवश्यकता होती है। इस थर्मामीटर में अक्सर रेखा के निशान होते हैं जो तापमान मापने के लिए 94 से 108 डिग्री फ़ारेनहाइट तक होते हैं।
सबसे पहले, एक केशिका ग्लास ट्यूब(capillary glass tube) का चयन किया जाता है जो सूखी व साफ होती है, और इसमें एक समान बोर(uniform bore) होता है। इसके दूसरे सिरे को सील कर दिया जाता है, जबकि इसका एक सिरा एक बेलनाकार बल्ब B से जुड़ा होता है। एक रबर ट्यूब एक फ़नल F को केशिका ट्यूब (capillary glass tube) के खुले सिरे से जोड़ती है, और एक स्टैंड ट्यूब की ऊर्ध्वाधर सीधीता(vertical straightness) को बनाए रखता है। बल्ब को बार-बार गर्म और ठंडा करके कुछ शुद्ध, साफ mercury एक फ़नल में रखा जाता है, और फिर केशिका ट्यूब (capillary glass tube) को mercury से भर दिया जाता है। गर्मी के परिणामस्वरूप, बल्ब और ट्यूब के अंदर की हवा फैलती है, और इसका कुछ हिस्सा mercury के माध्यम से बुलबुले के रूप में निकल जाता है। जैसे ही बल्ब और ट्यूब ठंडा होता है, शेष हवा की मात्रा कम हो जाती है, जिससे कुछ पारा वायुमंडलीय दबाव के कारण ट्यूब में प्रवेश कर जाता है। नतीजतन, पारा बल्ब और ट्यूब दोनों को भर देता है। तापमान के परिणामस्वरूप बल्ब और ट्यूब के अंदर का पारा उबलने लगता है और ट्यूब से निकलने वाली वाष्प हवा को निकाल देती है। इस अवस्था में, एक नुकीली, तेज लौ(flame) ट्यूब को सील कर देती है। जब बल्ब को कमरे के तापमान पर ठंडा किया जाता है तो पारा बल्ब और केशिका ट्यूब के एक हिस्से को भर देता है, जबकि शेष केशिका ट्यूब खाली छोड़ दी जाती है। ट्यूब पर दो निशान लगाए जाते हैं जो mercury के सामान्य स्तर पर लौटने पर दो स्थानों के निश्चित तापमान के अनुरूप होते हैं। पारा थर्मामीटर (mercury thermometer) में उच्च स्थिर बिंदु को पानी के क्वथनांक के अनुरूप चिह्नित किया जाता है, जबकि निचले निश्चित बिंदु को बर्फ के गलनांक से सहसंबंधित करने के लिए चिह्नित किया जाता है। मूलभूत अंतराल इन दो स्थिर स्थितियों के बीच तापमान में अंतर है। मूलभूत अंतराल को समान रूप से कई भागों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक को तापमान पैमाने के आधार पर एक डिग्री के रूप में संदर्भित किया जाता है। पारा से भरा कांच का बल्ब थर्मामीटर(thermometer) का कोर होता है। यह बल्ब एक केशिका ट्यूब में विकसित होता है। पारे के आयतन में एक छोटा सा परिवर्तन भी ट्यूब के छोटे छिद्र के कारण noticeable हो जाता है। संरचना के अनुसार थर्मामीटर(thermometer) कई प्रकार के होते हैं। ये कई तरह से कार्य करते हैं।
Working Principle of a Liquid In Glass Thermometer in hindi:
तापमान मापने के लिए सबसे लोकप्रिय थर्मामीटर liquid in glass thermometer है। यह बनाने में आसान और उपयोग में भी आसान है। तापमान बढ़ने पर द्रव(liquid) का आयतन फैलता है। तरल मात्रा (Volume) में परिवर्तन सीधे तापमान परिवर्तन के साथ सहसंबद्ध होता है।
नीचे एक liquid in glass thermometer का representation है।
ग्लास ट्यूब के सामने एक magnifying glass होता है जो तरल स्तंभ(liquid column) को बड़ा करके दिखता है और तापमान को पढ़ने में आसान बनाता है। ग्लास ट्यूब की पृष्ठभूमि(background) सफेद तामचीनी(white enamel) से ढकी होती है।
Liquid in glass thermometer कैसे काम करता है? | How does a liquid in glass thermometer work in hindi ?:
जब एक थर्मामीटर एक गर्म वस्तु(जैसे कि एक शरीर जिसके तापमान की जाँच की जानी है) के करीब स्थित होता है तो केशिका ट्यूब (capillary tube) के अंदर प्रतिक्रिया करने वाले तरल का volume बढ़ जाएगा। जिससे केशिका ट्यूब (capillary tube) में यह liquid ऊपर उठता है। बढ़ा हुआ liquid volume, तरल स्तर (liquid level) में उल्लेखनीय वृद्धि का कारण बनता है क्योंकि केशिका ट्यूब का सतह क्षेत्र (capillary tube’s surface area) बहुत छोटा होता है। capillary tube में पारा स्तंभ (Mercury column) के free surface moves से तापमान का निर्धारण किया जाता है, mercury के capillary tube में free surface moves को मापने लिए एक कैलिब्रेटेड स्केल ग्लास ट्यूब के बाहर अंकित होता है।
Liquid in a glass thermometer consists of in hindi | Liquid in a glass thermometer में क्या होता है ?:
एक बल्ब जो liquid के लिए एक कंटेनर के रूप में कार्य करता है और liquid के volume के आसान expansion and contraction में मदत करता है। Stem जैसी एक कांच की नली होती है जिसमें बल्ब से जुड़ी एक छोटी केशिका (capillary) होती है और यह capillary नीचे एक बल्ब में विस्तारित(extended) होती है जो आंशिक रूप से तरल(liquid) से भरी होती है। एक तापमान पैमाना होता है जो तापमान की रीडिंग के लिए एक डिस्प्ले के रूप में कार्य करता है और अनिवार्य रूप से स्टेम पर पूर्व-सेट या अंकित(pre-set or imprinted) होता है।
एक ice point जिसका उपयोग अक्सर रिफरेन्स पॉइंट के लिए या थर्मामीटर का कैलिब्रेशन करने के लिए किया जाता है। इसमें इस्तेमाल किया जाने वाला तरल आमतौर पर alcohol या mercury होता है। एक अक्रिय गैस मुख्य रूप से आर्गन या नाइट्रोजन को पारा के ऊपर थर्मामीटर में डाला जाता है ताकि mercury के वाष्कीपीकरण की मात्रा को कम किया जा सके।
Fluids inserted into glass thermometers in hindi | Temperature Range of Liquids in a Glass Thermometer in hindi | ग्लास थर्मामीटर में डाले जाने वाले लिक्विड | ग्लास थर्मामीटर में तरल पदार्थ की तापमान सीमा:
पारा(Mercury): तापमान सीमा (-35 से 510 डिग्री सेल्सियस) है
अल्कोहल(Alcohol): तापमान सीमा (-80 से 70 डिग्री सेल्सियस) है
पेंटेन(Pentane): तापमान सीमा (-200 से 30 डिग्री सेल्सियस) है
टोल्यूनि(Toluene): तापमान सीमा (-80 से 100 डिग्री सेल्सियस) है
क्रेओसोट(Creosote): तापमान सीमा (-5 से 200 डिग्री सेल्सियस) है
Desirable Qualities or Properties of Liquid in Glass Thermometer in hindi | ग्लास थर्मामीटर में इस्ततेमाल होने वाले तरल के वांछनीय गुण :
एक ग्लास थर्मामीटर में इस्तेमाल होने वाले तरल में निम्नलिखित गुण या विशेषताएं होनी चाहिए।
Sensing element with high heat conductivity in hindi | उच्च तापीय चालकता के साथ संवेदन तत्व:
यदि संवेदन तत्व(Sensing element) की तापीय चालकता(thermal conductivity) कम है, तो यह तापमान परिवर्तन पर धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करेगा। इसलिए तापमान परिवर्तन की त्वरित प्रतिक्रिया के लिए एक संवेदन तत्व की तापीय चालकता अधिक होनी चाहिए।
High coefficient of heat transfer in hindi | गर्मी हस्तांतरण का उच्च गुणांक:
यदि संवेदन तत्व (Sensing element) का ऊष्मा अंतरण गुणांक (heat transfer coefficient) अधिक है, तो ऊष्मा प्रवाह (heat transfer या flow) की दर बढ़ जाती है। यह थर्मामीटर को जल्दी से प्रतिक्रिया करने में सक्षम बनाता है।
More surface area in hindi | अधिक सतह क्षेत्र:
सेंसिंग डिवाइस के प्रति यूनिट द्रव्यमान के सतह क्षेत्र(सरफेस एरिया) में वृद्धि के कारण, गर्मी हस्तांतरण की दर(rate of heat transfer) बढ़ जाती है। जैसे उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक(heat transfer coefficient) वाला thermometer अधिक तेजी से प्रतिक्रिया करता है बैसे ही एक बड़े सतह क्षेत्र (surface area) वाला थर्मामीटर भी अधिक तेज़ी से प्रतिक्रिया करता है।
High air velocity surrounding the sensor element in hindi | सेंसर तत्व के आसपास उच्च वायु वेग:
मापे जा रहे तापमान की सटीक रीडिंग प्राप्त करने के लिए, संवेदी तत्व (Sensing element) के आस-पास परिवेशी वायु वेग(ambient air velocity) उच्च होना चाहिए। एक संभावना है कि संवेदन तत्व के चारों ओर एक कोटिंग विकसित हो सकती है यदि हवा की गति (ambient air velocity) धीमी हो। यह कोटिंग गर्मी प्रवाह दर (rate of heat transfer) में कमी का कारण बनती है, जो प्रतिक्रिया समय को धीमा कर देती है। कोटिंग के गठन की प्रक्रिया में बल्ब पर धीमी हवा के प्रवाह के कारण सेंसिंग बल्ब को पूरी तरह से कवर करने के लिए पर्याप्त समय होगा, और इसके परिणामस्वरूप, थर्मामीटर मापा जा रहे तापमान को सटीक रूप से प्रदर्शित नहीं करेगा।
Advantage of Liquid in glass thermometer in hindi | कांच में तरल थर्मामीटर के लाभ:
लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर का उपयोग करने के मुख्य लाभ निम्नलिखित हैं:
अन्य तापमान माप उपकरणों की तुलना में, ये कम खर्चीले हैं।
वे व्यावहारिक और उपयोग में आसान हैं।
विद्युत थर्मामीटर के विपरीत, उन्हें चार्ज करने के लिए किसी शक्ति स्रोत या बैटरी की आवश्यकता नहीं होती है।
उनका उपयोग अक्सर उन स्थानों पर किया जा सकता है जहां बिजली की समस्या होती है।
उनका कैलिब्रेशन अप्रभावित रहता है, औरये बहुत अच्छी repeatability प्रदान करते हैं।
Disadvantage of Liquid in glass thermometer in hindi | ग्लास थर्मामीटर में तरल पदार्थ का नुकसान:
लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर का उपयोग करने से संबंधित कमियां निम्नलिखित हैं:
अत्यधिक उच्च या निम्न तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए उन्हें अनुपयुक्त माना जाता है।
उन क्षेत्रों में जहां अत्यधिक सटीक परिणाम वांछित हैं, उनका उपयोग नहीं किया जा सकता है।
विद्युत थर्मामीटर की तुलना में वे अविश्वसनीय रूप से नाजुक और कमजोर होते हैं। इसलिए उन्हें सावधानी से संभालना चाहिए क्योंकिइनके टूटने की संभावना ज्यादा होती है।
इसके अतिरिक्त, वे डिजिटल या स्वचालित परिणाम देने में असमर्थ हैं। उनका उपयोग केवल उन स्थितियों में किया जा सकता है जब घरेलू थर्मामीटर की तरह मैनुअल रीडिंग लेना एकमात्र विकल्प हो।
क्योंकि ग्लास थर्मामीटर की रीडिंग पर्यावरण के तापमान, हाथ से उत्पन्न गर्मी, सफाई, आदि से प्रभावित हो सकता है। इसलिए हटाने के बाद जितनी जल्दी हो सके तापमान रीडिंग को नोट कर लेना चाहिए। क्योंकि ग्लास थर्मामीटर मापे गए तापमान को याद नहीं रखता है, इस तापमान को नोट तुरंत नोट करना पड़ता है।
लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर में तापमान की रीडिंग को पढ़ने के लिए उत्कृष्ट दृष्टि(excellent vision) की आवश्यकता होती है।
रासायनिक रिसाव की संभावना के कारण ग्लास थर्मामीटर में तरल घटक(liquid components) खतरनाक या स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकते हैं।
इन थर्मामीटरों पर सेल्सियस और फारेनहाइट पैमाने उपलब्ध होते हैं। यदि तापमान रीडिंग के लिए एक और पैमाना वांछित(desired)हो , तो तापमान रूपांतरण (Temperature conversion) की आवश्यकता होती है।
Applications of Liquid in Glass Thermometer in hindi | ग्लास में तरल थर्मामीटर के अनुप्रयोग:
खुले टैंकों, कंटेनरों आदि में तरल पदार्थों का तापमान मापने के लिए।
वायु नलिकाओं , molten metal baths, fluid flow pipes, और खाना पकाने की केतली के तापमान को मापने के लिए।
calibration and standard rooms आदि में तापमान पर नज़र रखने के लिए।
औद्योगिक सेटिंग में हवा के तापमान का मापन करने के लिए-जब कुछ ऑपरेशन एक निश्चित तापमान पर होते हैं।
मानव शरीर के तापमान को मापने में।
यदि सेंसर बल्ब के अंदर तरल mercury है तो liquid in glass thermometer किसी भी तरल पदार्थ के तापमान को 340 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान तक माप सकता है । mercury का क्वथनांक 356.73 °C होता है। इसलिए mercury के वाष्पित होने की कोई संभावना नहीं है।
Liquid In Glass Thermometer Types in hindi | ग्लास में तरल थर्मामीटर के प्रकार :
निम्नलिखित सूची में लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर की दो मुख्य प्रकार शामिल हैं:
पारा थर्मामीटर(mercury thermometer) या लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर
अल्कोहल थर्मामीटर(Alcohol thermometer ) या अल्कोहल-इन-ग्लास थर्मामीटर
Mercury thermometer in hindi | लिक्विड-इन-ग्लास थर्मामीटर:
जर्मनी में जन्मे भौतिक विज्ञानी डेनियल गेब्रियल फारेनहाइट ने Mercury thermometer का आविष्कार किया।
यह mercury से बना होता है जिसे कांच की नली के अंदर रखा जाता है। ग्लास ट्यूब के उपर बाहर की तरफ कैलिब्रेटेड मार्क होते हैं जो तापमान की रीडिंग को पढना आसान बनाते हैं।
थर्मामीटर के एक छोर पर एक बल्ब होता है जिसमें mercury का अधिकांश भाग होता है।
कांच की नली का छोटा छिद्र इस पारे के आकार के विस्तार और संकुचन को और बढ़ाता है। यह थर्मामीटर को अधिक संवेदनशील बनने में मदद करता है।
नाइट्रोजन जैसी अक्रिय गैसें आमतौर पर पारे के ऊपर के स्थान को भरती हैं। हालांकि, इस क्षेत्र को खाली छोड़ना भी संभव है।
कई अलग-अलग प्रकार के मरकरी-इन-ग्लास थर्मामीटर उपलब्ध हैं, जैसे “अधिकतम थर्मामीटर” शामिल है, एक पूर्व निर्धारित अवधि के दौरान अपने चरम पर तापमान को मापने के लिए अधिकतम थर्मामीटर का उपयोग किया जा सकता है।
थर्मामीटर को तेजी से घुमाने जैसे सरल कदम अधिकतम थर्मामीटर को रीसेट करने के लिए आवश्यक हैं।
पारा -38.83 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर जम जाता है, जो इसका हिमांक है। इस तापमान पर थर्मामीटर ट्यूब के कांच के टूटने का कोई खतरा नहीं होता क्योंकि यह जमने पर फैलता नहीं है।
पारा के ऊपर भरी हुई कांच की नली में नाइट्रोजन गैस आमतौर पर तापमान बढ़ने पर स्तंभ में उतरती है और वहीं अटक जाती है।
इस पूरी क्रिया से थर्मामीटर की कार्यक्षमता प्रभावित हो सकती है। जब तापमान -37 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है, तो इस समस्या से बचने के लिए पारा थर्मामीटर घर के अंदर bulb में आने में सक्षम होना चाहिए।
पारा-थैलियम मिश्र धातु थर्मामीटर(mercury-thallium alloy thermometer) – 61.1 डिग्री सेल्सियस के हिमांक की बजह से उन जगहों पर इस्तेमाल किया जा सकता है जहां न्यूनतम तापमान सीमा -38.83 डिग्री सेल्सियस से ज्यादा है।
How to check fever by mercury thermometer? | पारा थर्मामीटर से बुखार की जांच कैसे करें? | पारा थर्मामीटर का उपयोग कैसे करें?
सबसे पहले थर्मामीटर को तब तक हिलाएं जब तक कि आंतरिक पारा तापमान 36 डिग्री सेल्सियस (96 डिग्री फेरेनाईट) से नीचे न गिर जाए। थर्मामीटर की नोक को अपनी जीभ या बगल के नीचे धीरे से रखें। अपने मुंह या बगल को बंद करके थर्मामीटर को तीन से चार मिनट तक रखें। थर्मामीटर को मुंह या बगल से निकालने के बाद तापमान रीडिंग को ध्यान से देखें।
Why mercury is used in thermometer in hindi | पारा थर्मामीटर में पारा का प्रयोग क्यों किया जाता है?
इसके विस्तार के उच्च गुणांक(high coefficient of expansion) के कारण, इसका उपयोग थर्मामीटर में किया जाता है। इसलिए जब इसे थर्मामीटर में प्रयोग किया जाता है, तो तापमान में एक छोटा सा बदलाव भी noticeable होता है। इसके अलावा, इसका उच्च क्वथनांक( boiling point) होता है, जो इसे अधिक तापमान मापने के लिए आदर्श बनाता है।
Advantage of Mercury Thermometer in hindi | पारा थर्मामीटर के लाभ:
mercury thermometer के बहुत से लाभ हैं, इनमे से कुछ निम्न प्रकार हैं –
पारा थर्मामीटर कैसे कार्य करता है इसके पीछे सिद्धांत यह है कि गर्मी के कारण पारा आनुपातिक रूप से फैलता या संकुचित (expand or compress)होता है। mercury को थर्मामीटर में प्रयोग होने वाले liquid के रूप में इसलिए चुना गया था क्योंकि यह अत्यधिक उच्च तापमान पर उबलता है और बेहद कम तापमान पर ही जमता है।
पारा द्वारा गर्मी(heat) का संचालन(conduction) अच्छी तरह से किया जाता है।
mercury चमकता है और अपारदर्शी है।
यह कांच के किनारों से नही चिपकता है।
यह समान रूप से फैलता है।
Disadvantage of Mercury Thermometer in hindi | पारा थर्मामीटर के नुकसान:
mercury thermometer केकुछ नुकसान भी हैं, इनमे से कुछ निम्न प्रकार हैं-
यह स्वभाव से खतरनाक है; रक्त में पारा की थोड़ी सी भी मात्रा हानिकारक होती है।
दरअसल, तरल पारा अपने आप में अत्यधिक हानिकारक पदार्थ नहीं है। यदि आप थर्मामीटर में शामिल पारा को निगल लेते हैं तो आपको तत्काल कोई नुकसान नहीं होगा। दूसरी ओर, पारा वाष्प आपके फेफड़ों के माध्यम से आपके परिसंचरण (circulation) में प्रवेश कर सकता है और यदि आप mercury को सांस के माध्यम से लेते हैं तो संभवतः दीर्घकालिक समस्याएं हो सकती हैं।
Alcohol thermometer in hindi | अल्कोहल थर्मामीटर:
कई अनुप्रयोगों में, पारा थर्मामीटर की जगह अल्कोहल थर्मामीटर ले रहे हैं।
इनमे अल्कोहल का उपयोग उस तरल के रूप में करते हैं जिसे कांच की नलियों में डाला जाता है। अल्कोहल थर्मामीटर -80 डिग्री सेल्सियस और 70 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान को मापते हैं, जिसमें पहला बिंदु अल्कोहल का हिमांक तापमान बिंदु होता है और दूसरा इसके क्वथनांक का प्रतिनिधित्व करता है। पर्यावरणीय तापमान को मापने के लिए एक मानक थर्मामीटर का तापमान -20°F से 120°F, या -30°C से 50°C तक होना चाहिए। इसके लिए alcohol thermometer बिलकुल उपयुक्अत हैं। alcohol thermometer का कंस्ट्रक्शन भी लगभग mercury thermometer की तरह ही किया जाता है बस इसमें mercury के स्थान पर अल्होहोल का प्रयोग किया जाता है। आजकल alcohol thermometer का प्रयोग ज्यादा होने लगा है क्युकी alcohol thermometer में रीडिंग को पढना काफी आसान होता है और alcohol mercury जितना स्वस्थ्य के लिए हानिकारक नही होता है।
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