Cảm thấy nóng quá? Ta muốn nhiệt độ hạ xuống. Hoặc thấy lạnh quá? Ta muốn nhiệt độ ấm lên. Đó là những phản ứng bình thường của con người. Thân thể chúng ta thật kỳ diệu vì có những bộ phận tự điều chỉnh sao cho thân nhiệt ở mức 98.6°F (37°C). Nhưng thế giới bên ngoài thì không thế. Nếu muốn cho căn nhà của bạn giữ được nhiệt độ dễ chịu, bạn phải canh chừng để mở hoặc tắt máy sưởi/máy lạnh. Không ai có đủ thì giờ và kiên nhẫn để làm công việc đó. Vì thế, phải dựa vào một dụng cụ gọi là thermostat để làm thế cho ta. Dụng cụ này nhà nào cũng có trên vách tường.
Thermostat là một từ ngữ thời hiện đại, ghép bởi hai từ Hy Lạp thermo (sức nóng) và statos (nguyên trạng/không thay đổi). Tên gọi này biểu thị một dụng cụ “giữ cho sức nóng không thay đổi”: khi nhà quá lạnh, nó bật máy sưởi lên để làm ấm, và khi tới một nhiệt độ ta định sẵn, nó tắt máy sưởi đi để ta khỏi bị luộc chín.
Trước đây, chúng ta đã có dịp tìm hiểu về nhiệt kế (thermometer). Thermostat và nhiệt kế đều liên quan đến nhiệt độ, nhưng có sự khác biệt: nhiệt kế dùng để đo nhiệt độ, còn thermostat giữ cho nhiệt độ không thay đổi.
Đa số các chất liệu (trừ nước) đều dãn nở khi nóng lên và co nhỏ lại khi gặp lạnh. Thermostat dùng nguyên tắc này để làm cho một dòng điện nối kết hoặc tắt đi, tức là làm máy sưởi chạy hay không chạy.
Có nhiều loại Thermostat, nhưng trong bài này chúng ta tìm hiểu về loại cũ hiện vẫn còn thấy trong một số căn nhà hoặc apartment xây nhiều năm trước. Loại Thermostat truyền thống này có hai miếng kim loại khác biệt (như đồng và sắt) dính lại với nhau để thành một dải lưỡng kim (bimetallic strip – hoặc bimetal strip). Dải này có công dụng như một chiếc cầu trong dòng điện nối kết với hệ thống máy sưởi trong nhà. Thông thường thì chiếc cầu này hạ xuống, dải lưỡng kim cho dòng điện luân lưu trong mạch, và máy sưởi chạy. Khi dải này nóng lên, một trong hai thứ kim loại trong dải dãn nở hơn thứ kia, làm cho cả dải hơi cong lên một chút. Nhưng có lúc nó cong nhiều quá, chiếc cầu nâng lên, làm cho dòng điện bị đứt mạch. Lúc đó máy sưởi tắt đi, và rồi nhiệt độ trong căn phòng bắt đầu hạ xuống.
Khi phòng mát đi, dải kim loại cũng nguội theo và trở lại hình dạng lúc ban đầu. Bằng cách điều chỉnh vòng tròn biểu thị bên ngoài, bạn làm thay đổi nhiệt độ để lúc thì dòng điện nối mạch hay đứt mạch, làm mở hoặc đóng máy sưởi. Phải cần có thời gian để kim loại dãn nở hoặc co lại, nên máy sưởi không phải cứ mấy giây đồng hồ lại bật lên hay tắt đi. Tuỳ theo nhà bạn có được insulated kỹ lưỡng hay không và tuỳ theo nhiệt độ bên ngoài lạnh nhiều hay ít, một khi thermostat được tắt đi, cần phải cả tiếng đồng hồ để nó được bật trở lại.
