Що таке термометричні шкали?

The термометричні ваги є ті, які використовуються для позначення температури на основі певних опорних точок. Температура вимірюється за допомогою приладів, заснованих на тій чи іншій властивості речовини, яка змінюється в залежності від температури. Ці інструменти калібруються відповідно до загальноприйнятої температурної шкали.

Однак при розробці конкретної температурної шкали виникають труднощі внаслідок того, що властивості кожної речовини змінюються в одному і тому ж діапазоні температур по-різному.

Конструкція багатьох термометрів, наприклад, заснована на явищі розширення рідини з підвищенням температури. До такого типу належать рідкі термометри (ртуть або спирт), в яких довжина колони рідини підвищується зі збільшенням температури.

Коефіцієнт теплового розширення тієї ж рідини змінюється при різних температурах, що ускладнює встановлення температурної шкали.

Точка перегину термометричних шкал: Цельсій

У 1742 році шведський астроном Андерс Цельсій запропонував призначити температуру 0 ° С до точки плавлення льоду і 100 ° С до точки кипіння води, і таким чином розділити відстань між двома точками на сто рівних інтервалів.

Однак, якщо колона ртуті, яка заповнює відстань між температурою плавлення льоду і температурою кипіння води, ділиться на 100 рівних інтервалів і з урахуванням залежності коефіцієнта розширення ртуті від \ t Температура, буває, що таке ж збільшення довжини ртутного стовпа буде відповідати різним підвищенням температури.

Таким чином, значення поділу однорідної температурної шкали на основі різних термометричних рідин буде різним.

Якщо, наприклад, термометр заповнюється водою, коли цей термометр нагрівається від точки плавлення льоду, спостерігається дивне явище: замість того, щоб підніматися з підвищенням температури, то стовпець води опускається нижче рівня 0 , що відповідає точці плавлення льоду.

Причина полягає в тому, що при атмосферному тиску щільність води вище, ніж температура 3,98 ° С. Тому при нагріванні від 0 до 3,98 ° С обсяг наповнення води термометром зменшується.

У минулому встановлювалися температурні шкали на основі різних термометричних речовин, але пізніше було виявлено, що газ є одним з найбільш підходящих термометричних речовин.

Історія термометра

Ідея вимірювання температури досить нова. Близько 1593 року навколо термометрів працювало кілька винахідників, але найбільш відомим був Галілео Галілей, італійський винахідник, який також удосконалив телескоп..

Термометр може показувати різниці температур, що дозволяє спостерігачам знати, що щось стає більш гарячим або холодним. Однак термометр не міг забезпечити точну температуру в градусах.

У 1612 році італійський винахідник Санторіо Санторіо додав у своїй термоскопі числову шкалу, яку він використовував для вимірювання температури людини..

Фердинанд II, великий князь Тоскани, винайшов у 1654 році перший закритий термометр, використовуючи спирт як рідина. Але вона все ще не мала стандартизованого масштабу, і це було не дуже точно.

У той же час німецький фізик Даніель Габріель Фаренгейт зустрівся з датським астрономом Олаусом Ремером, який розробив на базі алкоголю термометр з вином. Він набрав дві точки на термометрі: 60, щоб позначити температуру киплячої води, а 7,5 - точку, де розтопився лід..

У 1714 році Фаренгейт уточнив винахід Ромера і розробив перший сучасний термометр: ртутний термометр з більш вишуканими вимірами. Ртуть розширюється або скорочується, коли температура підвищується або падає.

Фаренгейт винайшов спиртовий термометр в 1709 році, перш ніж знати його аналог ртуті, який виявився більш точним..

Різні термометричні ваги

Протягом століть були розроблені незліченні термометричні шкали для кількісного вимірювання температур. Багато хто з цих шкал давно відмовилися. Найпоширеніші описані нижче.

Шкала градусів Цельсія (по Цельзію)

Названий таким чином шведським вченим Андерсом Цельсієм (1701-1744), ця шкала стала міжнародним стандартом. Масштаб є «сотеністичним», тобто він розділений на 100 рівних частин, кожна з яких називається «градусом Цельсія» або «градусом Цельсія», а символ ºC. Значення 0 умовно присвоюється температурі плавлення льоду і величиною 100 до температури кипіння води.

За шкалою Фаренгейта термометр

Ця шкала має свою назву вченому Даніелю Габріелю Фаренгейту (1686-1736). В даний час вона використовується в основному в Сполучених Штатах і Великобританії (хоча і не офіційно). Шкала поділяється на 180 рівних частин, кожна з яких називається Фаренгейтом, символ якого ºF. Значення 32 призначається для температури льоду і значення 212 для температури киплячої води, як до атмосферного тиску рівня моря.

Термометр Реамур

Цей масштаб був винайдений французьким вченим Рене-Антуаном Фержо де Реамур (1683-1757). Він розділений на 80 рівних частин, кожний з яких називається класом Реамура, символ якого º R. Значення 0 присвоюється температурі плавлення льоду і значенням 80 температури киплячої води, при атмосферному тиску рівня води. море.

Абсолютна термометрична шкала (Кельвін)

Розроблений британським вченим лордом Кельвіном (1824-1907), піонером з термодинаміки, цей масштаб використовує градуси Кельвіна. Нульовий градус Кельвіна, також відомий як "абсолютний нуль", являє собою найнижчу можливу температуру відповідно до термодинамічної теорії. Він дорівнює -273,16 градусів за Цельсієм.

Одиниці на шкалі Кельвіна такі ж розміри, як і за шкалою Цельсія, за винятком того, що шкала Кельвіна встановлює найнижчу температуру в 0.

Список літератури

1. Кім Енн Циммерманн. Температура: факти, історія та визначення. (Вересень 2013 року). livescience.com.
2. Вимірювання температури: Введення в вимірювання температури (s.f.) omega.com.
3. Абсолютна температурна шкала (серпень 2008). Енциклопедія Британіка. britannica.com.
4. Температура та її вимірювання. (s.f.). nextgurukul.in.