أدوات

نبذة تعريفية عن جهاز “الثِّرْموسْتَات” ومبدأ عمله

1995 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء السادس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

جهاز الثرموستات أدوات الفيزياء

الثِّرْموسْتات وسيلة آلية لتنظيم درجة الحرارة أو التحكّمِ فيها داخل حيز مغلق.

وأكثر أجهزة الثرموستات استخداماً يتكون من صفيحة مزدوجة من شريحتين رقيقتين ملتصقتين، إحداهما من النُّحاس الأصفر والأخرى من الصُّلب، تكون على شكل شريط مستقيم أو على شكل جزء من دائرة.

ويعمل هذا الثرموستات كمفتاح في دائرة كهربائية، ويُقفل ويُفتح بطريقة آلية.

 

فالثلّاجة مثلاً حينما توصَّل بمصدر التيار العام، يُسمع صوتُ محركها، وعندئذ يبدأ عمل الثلاجة في التبريد.

ومع انخفاض درجة الحرارة في داخلها ينكمش النحاس الأصفر في الثرموستات بمقدار أكبر من الصلب.

ويقل انحناء الصفيحة المزدوجة فيتحرك الطرف الحر لها مبتعداً عن نقطة الاتصال بالدائرة الكهربائية، فيتم فتحُ الدائرة الكهربائية (أي فصلُها) ويتوقف محرك الثلاجة عن العمل.

 

وعندما ترتفع درجة الحرارة داخل الثلاجة يتمدد النحاس الأصفر بمقدار أكبر من الصلب فيزداد انحناء الصفيحة المزدوجة ويتحرك الطرف الحر لها مقترباً من نقطة الاتصال.

وعندما يتم تلامسها تُقْفَلُ الدائرة الكهربائية فيبدأ محرك الثلاجة في العمل من جديد، ويسمع صوت المحرك. وهكذا يعمل الثرموستات على تنظيم درجة الحرارة داخل الثلاجة فلا تنخفض عن حد معين ولا ترتفع عن قيمة معينة.

وتطبَّق نفس الفكرة في حالة الأفران الكهربائية والسخانات وأجهزة الكي الكهربائية مع فارق بسيط هو أن منظم درجات الحرارة أو الثرموستات يفتح الدائرة الكهربية عندما ترتفع درجة الحرارة عن حد معين، ويقفلها عندما تنخفض عن حد آخر.

 

وثَمة طراز آخر من أجهزة الثرموستات، ذلك المستخدم في أفران الطهي التي تَستخدم الغاز.

ويتكون من أنبوبة مُجوفة من النحاس الأصفر بداخلها ساق رفيعة من الصلب وهما مثبتتان معاً من طرف واحد هو الطرف البعيد.

بينما يُثبَّت الطرف القريب للأنبوبة بمصدر التغذية بالغاز وتوضح الأنبوبة بمحتوياتها داخل الفرن وَزِرِّ التحكم خارجه.

 

وعندما ترتفع درجة الفرن إلى الدرجة المطلوبة والتي تم ضبطها باستخدام زرِّ التحكم، تتمدد أنبوبة النحاس الأصفر بمقدار أكبر من ساق الصلب، فتجذب ساقُ الصلب الصِّمامَ في الاتجاه الذي يَقطعُ فيه سريانَ الغاز إلى الموقد، فينطفئ اللهب.

وعندما تنخفض درجة الحرارة داخل الفرن عن حد معين تنكمش أنبوبة النحاس الأصفر بمقدار أكبر من ساق الصلب، فتدفع ساق الصلب الصمام في اتجاه يسمح بمرور الغاز إلى الموقد، فيشتعل من جديد من جهاز الإشعال الذاتي (وهو شعلة صغيرة دائمة).

وهكذا يعمل الثرموستات على التحكم في درجة الحرارة داخل الفرن.

 

ويوجد نوع ثالث من أجهزة الثرموستات يستخدم في أنظمة تبريد محركات السيارات. فمحرك السيارة ترتفع درجة حرارته عند تشغيله، ويتطلب هذا تبريدَه.

ويتم التبريد عن طريق مرور ماء في أنابيب حول مجموعة المحرك، وبذلك ترتفع درجة حرارة الماء ذاته، وعندئذ يُسمح للماء بالمرور في المِشْعاع (الرادياتير)، حيث يتم تبريده بالهواء، بمساعدة المروحة المُثَّبتة بجواره.

لكنَّ التبريد الشديد ليس مطلوباً عند بدء الحركة، ولهذا يوضع ثرموستات بين مجموعة المحرك، والمشعاع يعمل على عدم تدفق الماء إلى المشعاع إلا إذا ارتفعت درجة الحرارة عن حد معين.

 

وهذا الثرموستات عبارة عن صمام على هيئة وعاء معدني خفَيف، له جُدران متعَرجة ومملوء بسائل مناسب. ويظل الصمام في موضعه في درجات الحرارة المنخفضة، ولا يسمح للماء بالمرور إلى المشعاع.

وعندما ترتفع درجة الحرارة يتمدد السائل، ويدفع السائل المتمدِّدُ الصمامَ إلى الخارج، وعندئذ يُسمح للماء الساخن بالمرور إلى المشعاع، فيتم تبريده ومروره على المحرك. وبالتالي يعمل هذا الثرموستات على تنظيم درجة حرارة مجموعة محرك السيارة.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪كيف يمكن لأي إلكترون أن يكون جُسَيماً وموجة؟
شارلي سيمونز، لوس ألتوس هيلز، كاليفورنيا
الإلكترون Electron عبارة عن جُسيم صغير ذي شحنة سالبة يدور حول نواة الذرة. كان ذلك واضحاً منذ أن اكتشفه الفيزيائي البريطاني جيه. جيه. طومسون J. J. Thomson في عام 1897. ولكن بعد مرور 30 عاماً، حقق ابنه جورج اكتشافاً آخر؛ فعند إرسال إلكترونات عبر فيلم رقيق من المعدن، وجد أنها أنشأت نمطاً من التداخل، كما لو أنها موجات، وليس جسيمات. ومثل والده، حصل جورج على جائزة نوبل عن عمله، ولكن «ثنائية الجسيم-الموجة» ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
الذكاء الاصطناعي
‫‪السر المظلم في قلب الذكاء الاصطناعي
ا أحد يعرف، على وجه اليقين، كيف تقوم الخوارزميات المتطورة بما تقوم به. ربما تكون هذه مشكلة خطيرة، لأن أجهزة الحاسوب صارت مسؤولة أكثر من أي وقت مضى عن اتخاذ قرارات على جانب كبير من الأهمية.
في العام الماضي انطلقت سيارة غريبة ذاتية القيادة تجوب الطرق الهادئة في مقاطعة مونموث بولاية نيو جيرسي. فالمركبة التجريبية التي طورها باحثون في شركة صناعة الشرائح نفيديا NVidia، لم تبدُ مختلفة عن السيارات ذاتية القيادة، لكنها اختلفت تماماً عن النماذج التي ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الأطباء يتسابقون لفهم إحدى حالات الالتهاب لدى الأطفال
قلم:      جينيفر كوزين-فرانكيل
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
ثلاثة أطفال في أحد مستشفيات لندن في منتصف أبريل، تبعهم ثلاثة آخرون في مستشفى آخر، كانت هذه الحالات الأولى بمثابة إنذار لإليزابيث ويتاكر Elizabeth Whittaker، الاختصاصية بالأمراض المعدية في الأطفال من جامعة إمبيريال كوليدج لندن Imperial College London. وكان هؤلاء الصغار يعانون حمى، وطفحًا جلديًا، وآلامًا في البطن، مع وجود علامات في الدم تميز مرض كوفيد-19 COVID-19 لدى البالغين، ... (قراءة المقال)