ديترويت أدت التقلبات الحادة في درجات الحرارة خلال الفترة الماضية إلى أضرار بالغة بمعظم الطرقات في منطقة ديترويت الكبرى، مثيرةً قلق واستياء السكان الذين بات عليهم قيادة سياراتهم بحذر شديد لتجاوز الحفر المنتشرة على نطاق واسع وخطير. رسم توضيحي من وزارة النقل بميشيغن لكيفية تشكّل حفر الطرقات وعادة ما تعاني الطرقات في ولاية ميشيغن من ظهور الحفر بمختلف الأحجام في مثل هذا الوقت من السنة، غير أن موسم الحفر هذا الشتاء يبدو أسوأ بكثير من المعتاد بسبب تقلبات الطقس الحادة التي شهدتها المنطقة خلال الأسبوعين الماضيين، في ظل تدني درجات الحرارة وتساقط كميات كبيرة من الثلوج قبل أن يحل الطقس الدافئ الذي ساهم في إذابة الثلوج سريعاً. وبحسب وزارة النقل في ميشيغن، تتشكل حفر الطرقات نتيجة تسرب مياه الأمطار والثلوج إلى التربة تحت الإسفلت، حيث يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى تجمد المياه المتسربة مما يتسبب بتمدد التربة وارتفاعها فتدفع بذلك، الإسفلت نحو الأعلى. وعند ارتفاع درجة الحرارة مجدداً تتراجع التربة إلى مستواها الطبيعي مخلفةً فراغاً بينها وبين الإسفلت. ثم سرعان ما يتسبب مرور السيارات، لاسيما الشاحنات الثقيلة، بتشقق الإسفلت وانهياره لسد الفراغ الناتج عن عملية تمدد التربة، فتظهر إثر ذلك حفر الطرقات التي تأخذ بالاتساع كلما مرت عليها السيارات.
وان القوة الدافعة الكهربائية المتولدة تؤدي إلى استمرارية مرور التيار الكهربائي في الدائرة المغلقة بصورة مستمرة. وقد وظفت هذه الظاهرة لقياس درجات الحرارة نزولا إلى الصفر وصعودا إلى درجات حرارة عالية. يعتمد المزدوج الحراري في مجمله على الظاهرة الكهروحرارية والتي تتلخص بأنه لو أخذنا سلكين من معدنين مختلفين وربطنا نهايتي السلكين ببعضهما بحيث تكون لدينا نقطتي توصيل وباعدنا السلكين عن بعضهما مبينين هاتين النقطتين فإننا نحصل على دائرة كهربائية وعند تسليط حرارة على أحدى النقطتين تتولد قوة دافعة كهربائية مسببة مرور تيار كهربائي في الدائرة وتكون هذه القوة دالة لدرجة الحرارة المسلطة أي تبعا لتغير الفرق بدرجة الحرارة بين نقطتي الاتصال. يتكون المزدوج الحراري بصورة عامة من سلكين من معدنين مختلفين مثل الحديد والنحاس، النيكل حيث يربط السلكان جيدا من نهايتهما. وتسمى نقطة الربط بنقطة القياس، أما الطرفان الآخران للسلكين فيوصلان بجهاز القياس وتسمى نقاط الطرفين بنقطة المرجع كما في الشكل رقم (1). توضع نقطة القياس في الموضع المراد قياس درجة حرارته وتوصل نقطة المرجع بجهاز القياس ونتيجة للفرق بدرجة حرارة النقطتين تتولد قوة دافعة كهربائية حرارية ويعتمد مقدار هذه القوة الدافعة الحرارية على الفرق بدرجة الحرارة النقطتين حيث تزداد القوة الدافعة الكهربائية الحرارية المتولدة بازدياد الفرق بين درجة حرارة النقطتين.
الثرموستات هي عبارة عن عدة تستخدم لقياس درجة الحرارة أو تنظيمها وتختلف الثرموستات عن المزدوج الحراري والمقاومة الحرارية بما يلي: تقوم الثرموستات بتنظيم درجة الحرارة للنظام بشكل مباشر بأبقاء درجة الحرارة ثابتة أو تغييرها ضمن حدود معينة على مدى ثابت. يستخدم المزدوج الحراري والمقاومة الحرارية كعناصر متحسسة للثرموستات. يعتبر جهاز الثرموستات من الأجهزة العاملة بشكل مباشر. أنواع للثرموستات أسطوانة الضغط Pressure cylinder وهو النوع المشهور من الثرموستات والذي يعتمد على تمدد السائل الموجود في أسطوانة مثل الزئبق كما في الشكل (6). شكل (6) يبين الثرموستات الزئبقية. ومن خلال الشكل أعلاه نجد أن مكبس الأسطوانة مربوط الى الدائرة التشغيلية حيث يقوم بفتح أو غلق الدائرة وتستخدم هذه العدة في دوائر صمام السيطرة والمضخات. شريط ثنائي المعدن Bimetallic strip تتكون هذه العدة من معدنين مختلفين في معامل التمدد الحراري (Thermal Expansion Coefficient) وكما موضح بالشكل (7). شكل (7) يبين ثرموستات ثنائية المعدن. مبدأ عمل الشريط ثنائي المدی عند تسليط درجة على أحدى نهاية هذا الشريط يتمدد المدى ذو المعامل الحراري الأعلى أكثر من ذو المعامل الحراري الأوطأ.
درجات الحرارة في أرخبيل نرويجي بالقطب الشمالي ترتفع لمستوي قياسي ما النوع المثالي لمقياس الحرارة؟ هل تختلف إرشادات المقاييس بين الأطفال الصغار والكبار؟ فيما يلي ما تحتاج المرأة إلى معرفته لقياس درجة حرارة الطفل. 9