Povijest termometra. Izvješće: Temperaturne ljestvice i termometri

SADRŽAJ:   IZVJEŠĆE O FIZIKI O TEMPERATURNIM LESTVICAMA, TERMOMETRIMA I NJIHOVIM IZUMENTIMA Temperaturne skale. Postoji nekoliko stupnjevanih temperaturnih ljestvica, a točke smrzavanja i ključanja vode obično se uzimaju kao referentne točke. Sada je u svijetu najčešća skala Celzijusa. Godine 1742., švedski astronom Anders Celsius predložio je ljestvicu od 100 stupnjeva, u kojoj se točka vrenja vode pri normalnom atmosferskom tlaku uzima kao 0 stupnjeva, a taljenje leda je na 100 stupnjeva.

Skala Reumura, danas gotovo napuštena. Da bi mjerenje bilo neovisno o tragovima termometra, kao što je točka vrenja ili ledena voda, William Thomson predložio je koncept apsolutne temperature. To je apsolutna nula, virtualna granica, koju sada vrlo dobro poznajemo.

U apsolutnoj nuli, čestice koje čine materiju bile bi u stanju potpunog odmora. U ovom slučaju, metoda vlažnog prsta koji djeluje na zrak, čuva svoje sljedbenike. Iako su osjećaji vrućine i hladnoće sastavni dio ljudskog iskustva, mnogi znanstveni umovi zauzimaju točna mjerenja temperature i nije jasno jesu li stari Grci ili Kinezi imali sredstvo za mjerenje temperature, ali to je ono što povijest temperaturnih senzora počinje pisati u renesansi.

FIZIČKO IZVJEŠĆE

TEMPERATURNI VENTILI, TERMOMETRI

I NJIHOVI INVENTARI

Temperaturne vage. Postoji nekoliko stupnjevanih temperaturnih ljestvica, a točke smrzavanja i ključanja vode obično se uzimaju kao referentne točke. Sada je u svijetu najčešća skala Celzijusa. Godine 1742., švedski astronom Anders Celsius predložio je ljestvicu od 100 stupnjeva, u kojoj se točka vrenja vode pri normalnom atmosferskom tlaku uzima kao 0 stupnjeva, a taljenje leda je na 100 stupnjeva. Podjela ljestvice je 1/100 te razlike. Kada su počeli koristiti termometre, ispostavilo se da je prikladnije zamijeniti 0 i 100 stupnjeva. Možda je u tome sudjelovao Carl Linney (predavao je medicinu i prirodne znanosti na istom Sveučilištu u Uppsali, gdje je Celzijus astronomija), koji je 1838. predložio da se temperatura taljenja leda podvrgne temperaturi od 0, ali čini se da nije razmišljala o drugoj referentnoj točki. Do danas se stupanj Celzijusa donekle promijenio: temperatura taljenja leda pri normalnom tlaku, koja nije jako ovisna o tlaku, i dalje se pretpostavlja da je na 0 ° C. Ali vrelište vode pri atmosferskom tlaku sada iznosi 99,975 ° C, što ne utječe na točnost mjerenja gotovo svih termometara, osim za posebne precizne termometre. Poznate su i temperaturne skale Fahrenheita, Kelvina, Reaumura i dr. Temperaturna skala Farenhajta (u drugoj varijanti usvojena od 1714.) ima tri fiksne točke: 0 ° odgovara temperaturi mješavine vode, leda i amonijaka, 96 ° - tjelesne temperature zdrave osobe ( ispod usta ili ruke). Kao referentna temperatura za provjeru različitih termometara, uzeta je vrijednost od 32 ° za točku taljenja leda. Fahrenheitska skala je raširena u zemljama engleskog govornog područja, ali se gotovo nikada ne koristi u znanstvenoj literaturi. Za pretvaranje temperature Celzijusa ()S) u temperaturu Fahrenheita (temperatureF), postoji formula F = (9/5) +C + 32, a za obrnuti prijevod - formula C = (5/9) (F) 32). Obje skale, i Fahrenheita i Celzijusa, vrlo su neugodne kada se provode pokusi u uvjetima kada temperatura padne ispod točke smrzavanja vode i izražava se negativnim brojem. U takvim slučajevima uvedene su apsolutne temperaturne skale, koje se temelje na ekstrapolaciji na tzv. Apsolutnu nulu - točku u kojoj bi molekularni pokret trebao prestati. Jedna od njih naziva se Rankineova skala, a druga apsolutna termodinamička skala; temperature se mjere u stupnjevima Rankina ()Ra) i Kelvina (K). Obje skale počinju na apsolutnoj nultoj temperaturi, a točka smrzavanja odgovara 491,7 R i 273,16 K. Broj stupnjeva i stupnjeva između točke smrzavanja i vrelišta vode na ljestvici Celzijusa i apsolutne termodinamičke ljestvice su jednaki i jednaki 100; za skale Fahrenheita i Rankina također je isto, ali je 180. Stupnjevi Celzija pretvaraju se u Kelvin koristeći formulu K = C + 273.16, a stupnjevi Fahrenheita se pretvaraju u stupnjeve Rankina koristeći formulu =R = F + 459.7. U Europi, Reaumur skala, koju je uveo 1730. godine Rene Antoine de Reaumure, distribuirana je dugo vremena. Ne gradi se proizvoljno, poput Fahrenheitove skale, već u skladu s toplinskim širenjem alkohola (u omjeru 1000: 1080). 1 stupanj Reaumura jednak je 1/80 temperaturnog intervala između točaka taljenja leda (0 ° R) i kipuće vode (80 ° R), tj. 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R., ali trenutno je izvan upotrebe.

Zašto mjeriti?

Toplina je mjera energije u tijelu ili materijalu: što je energija veća, to je više topline. Međutim, za razliku od fizičkih svojstava mase i duljine, teško ga je izmjeriti. Većina indirektnih metoda temeljila se na promatranju učinka topline na objekt i izlaznoj temperaturi.

U isto vrijeme, Ole Römer definirao je dvije fiksne točke, a zatim interpolaciju između ove dvije točke, odabrane točke bile su Hookeova točka smrzavanja i točka kipuće vode. Ova zagonetka riješili su znanstvenici, uključujući Gay-Lussac, koji su radili na zakonima o plinu.

Nakon uvođenja Međunarodnog sustava jedinica (SI) preporučuju se dvije temperaturne skale. Prva skala je termodinamička, koja ne ovisi o svojstvima korištene tvari (radni medij) i uvodi se kroz Carnotov ciklus. Jedinica temperature u ovoj temperaturnoj skali je jedan kelvin (1 K) - jedna od osnovnih jedinica u SI sustavu. Ova jedinica dobila je ime po engleskom fizičaru Williamu Thomsonu (Lord Kelvin), koji je razvio ovu ljestvicu i držao jedinicu mjerenja temperature isto kao i na temperaturnoj skali Celzijusa. Druga preporučena temperaturna skala je međunarodno praktična. Ova ljestvica ima 11 referentnih točaka - temperature faznog prijelaza određenog broja čistih supstanci, a vrijednosti tih temperaturnih točaka stalno se usavršavaju. Jedinica mjerenja temperature na međunarodnoj praktičnoj skali također je 1 K.

Promatranje dilatacije: tekućine i bimetali

Gallilov dizajn uređaja s promjenjivom temperaturom datira iz vremena kada se oslanjao na komprimiranje zraka u posudu kako bi instalirao stup vode, čija visina ukazuje na stupanj hlađenja. Međutim, učinak tlaka zraka je vrlo velik i ovaj uređaj nije bio veliko otkriće.

Zatvorio je staklenu cijev koja sadrži tekućinu i promatrao pomicanje tekućine tijekom ekspanzije. Skala na cijevi doprinijela je čitanju evolucije, ali sustav nije imao točne jedinice. Suradnja između Romera i Daniela Gabriel Fahrenheita. Daniel Gabriel Fahrenheit počeo je proizvoditi termometre s alkoholom i živom, što je idealno jer reagira linearno na temperaturne promjene u širokom rasponu, iako njegova toksičnost ograničava njegovu uporabu. sada zamijenite živu. Tekući termometar je široko rasprostranjen, iako je važno kontrolirati dubinu tikvice.

Trenutno je glavna referentna točka termodinamičke ljestvice i međunarodne praktične temperaturne skale trostruka točka vode. Ova točka odgovara strogo definiranim vrijednostima temperature i tlaka pri kojima voda može istovremeno postojati u krutim, tekućim i plinovitim stanjima. Štoviše, ako je stanje termodinamičkog sustava određeno samo vrijednostima temperature i tlaka, tada trostruka točka može biti samo jedna. U sustavu SI pretpostavlja se da je temperatura trostruke točke vode 273,16 K pri tlaku od 609 Pa.

Uporaba termometrijskog senzora osigurava dobar prijenos topline. Temelji se na diferencijalnom širenju dviju međusobno povezanih metalnih traka. Promjene temperature stvaraju zavoj koji aktivira termostat ili senzor, slično kao što su uređaji ugrađeni u plinske rešetke.

Točnost je niska, plus ili minus 2 stupnja, ali ovi senzori su ekonomični i imaju mnogo namjena.





Početkom 19. stoljeća električnu energiju su fascinirali mnogi istraživači, koji su brzo otkrili da su otpornost i provodljivost metala varijabilni. Peltier je otkrio da je taj efekt termoelementa reverzibilan i može se koristiti za hlađenje.

Osim postavljanja referentnih točaka određenih temperaturnim standardom, potrebno je odabrati termodinamičko svojstvo tijela koje se opisuje fizičkom veličinom, čija je promjena znak promjene temperature ili termometrijskog znaka. Ovo svojstvo treba biti prilično lako reproducibilno, a fizička količina lako mjeriti. Mjerenje specificirane fizikalne veličine omogućuje dobivanje skupa temperaturnih točaka (i odgovarajućih temperaturnih vrijednosti), srednjih u odnosu na referentne točke.

Iste godine Humphry Davy je pokazao da je otpornost metala povezana s temperaturom. Ovaj detektor mjeri električni otpor duljine platinske žice i široko se smatra najtočnijim instrumentom. 20. stoljeće obilježeno je i izumom poluvodičkih mjernih uređaja za temperaturu. Oni točno reagiraju na promjene temperature, ali do nedavno nisu imali linearnost.

Samuel Langley Vrlo topli i rastaljeni metali troše toplinu i vidljivo svjetlo. Nobili je uspio detektirati tu zračenu energiju spajajući termoelemente u seriji s formiranjem termoelektrične ćelije. Bolometar je otkrio Amerikanac Samuel Langley, a bolometar je raspored dva platinasta pojasa, od kojih je jedan crn, u skladu sa strukturom Wheatstoneovog mosta. Infracrveno zračenje dovelo je do mjerljive promjene otpora.

Omjer temperaturne skale Fahrenheita i Celzijusa

fahrenheit skala Celsius ljestvice

Vrelište 212 ° 100 °

32 ° 0 ° ledišta

Temperatura apsolutne nule -459,67 ° -273,15 °

Kada pretvarate iz Fahrenheita u Celzij, oduzmite 32 od izvornog broja i pomnožite s 5/9.

Prilikom pretvaranja iz Celzija u Fahrenheit, izvorni broj se množi s 9/5 i dodaje 32.

Nasuprot tome, fotonski detektori stvoreni u 1940-ima reagiraju samo na infracrveno zračenje s ograničenom valnom duljinom. Detektori olovnog sulfida osjetljivi su na valne duljine do 3 mikrona. Lord Kelvin Fahrenheit osjetio je potrebu da razvije temperaturnu skalu kad je pravio termometre.

Četvrt stoljeća kasnije Anders Celsius je predložio skalu od 0 do 100, koja sada nosi njegovo ime. Uočavajući prednosti fiksne točke na jednom kraju ljestvice, William Thomson, kasnije poznat kao Lord Kevin, predložio je korištenje nulte apsusture kao polazne točke sustava Celsiusa. Tako je u znanstvenom području korištena Kelvinova skala.

Termometri. Njemački Gabriel Daniel Fahrenheit dao je odlučujući doprinos razvoju dizajna termometara. Godine 1709. izumio je alkoholni termometar, a 1714. živin termometar. Dao im je isti oblik koji se sada primjenjuje. Uspjeh njegovih termometara trebao bi se tražiti u novoj metodi pročišćavanja žive koju je uveo; Osim toga, prije lemljenja je prokuhao tekućinu u cijevi.

Kopija je dostupna čitateljima koji žele produbiti svoje znanje u mjernim jedinicama. Dio fizike koji proučava toplinske pojave, tj. pojave u kojima su temperatura i toplina kritični. Temperatura Fizička veličina koja izražava toplinsko stanje sustava i opisuje njegovu sposobnost razmjene topline s okolišem ili drugim tijelima. Kada su dva sustava smještena u toplinski kontakt, toplina teče iz sustava na višu temperaturu od niže temperature do postizanja termalne ravnoteže, gdje su dva sustava na istoj temperaturi. Koncept temperature je povezan s idejom pružanja relativne procjene kako su tijela hladna ili vruća na dodir. Stoga su termini temperatura i toplina povezani, ali se odnose na različite koncepte: temperatura je svojstvo tijela, toplina je oblik energije koji teče iz jednog tijela u drugo kako bi ispunio temperaturnu razliku. Za dobivanje mjerenja temperature najčešće se koriste indirektne metode temeljene na učincima grijanja ili hlađenja, najčešće korištena metoda je mjerenje dilatacije, a živin termometar mjeri promjenu volumena žive u staklenoj kapilari kada dođe u kontakt s tijelom nepoznate temperature. Produženje stupca žive je proporcionalno tjelesnoj temperaturi, a ako toplina padne na idealan plin sadržan u posudi s fiksnim volumenom, porast temperature može se izračunati mjerenjem promjene tlaka u posudi. Temperaturne vage. Jednu od prvih temperaturnih ljestvica proučio je njemački fizičar Gabriel Daniel Fahrenheit. Međutim, u znanstvenom polju apsolutna skala ili Kelvin izumio je britanski matematičar i fizičar William Thomson Kelvin. Odgovarajući rang ranga koristi se uglavnom u krajobrazima Page 1 of 4. Fizika - Osnovni podaci o temperaturi i njenim svojstvima.

Rene Antoine de Reaumur nije odobrio uporabu žive u termometrima zbog niskog koeficijenta ekspanzije žive. Godine 1730. predložio je i korištenje alkohola u termometrima. Godine 1731. izumio je vodeni alkoholni termometar. A budući da je Reomur otkrio da alkohol koji on koristi, pomiješan u omjeru 5: 1 s vodom, širi se u omjeru 1000: 1080 kako se temperatura mijenja od smrzavanja do vrelišta vode, predložio je skalu od 0 do 80 °.

Kalorimetar: laboratorijsko iskustvo

Fizika. Izmjerite vodeni ekvivalent kalorimetra i izmjerite specifičnu toplinu tvari. Da je ostao s izvornom idejom Andersa Tselisa o znanosti České, trenutna bi vanjska temperatura bila stotinu stupnjeva. A voda ispod nule neće biti hladna, ali će kuhati.

Sredinom stoljeća, kada je došlo od stotinu do nule, temperatura osobe je nekako bila ovog petka - a to nije bilo bez skokova. Prvi termoskopi pojavili su se krajem stoljeća, a njihovom dizajnu pridružile su se i brojne znanosti. Najpoznatiji od njih je astronom Galileo Galilei, čija se verzija odnosi na razdoblje temperaturne sonde. Bio je to jednostavan instrument: staklena cijev zatvorena na jednoj strani zaljeva.

Znanstvenici. Anders Celsius. Anders Celsius rođen je 27. studenoga 1701. u Švedskoj. Njegova područja interesa: astronomija, opća fizika, geofizika.

Predavao je astronomiju na Sveučilištu Uppsala, tamo je osnovao astronomsku opservatoriju.

Celsius je najprije izmjerio svjetlinu zvijezda, uspostavio odnos između sjevernog svjetla i vibracija u magnetskom polju Zemlje.

Cijev je umetnuta u vodu i, ovisno o temperaturi okoline, voda je pala ili rasla. Korišteno je mjesto za vodu, kao i vino. Međutim, takav zločin pati od narušavanja atmosferskog pritiska. Međutim, termoskopi su propustili jednu skalu koja bi mogla pročitati koliko je toplo ili hladno. U jednom trenutku bilo je petnaest različitih vaga. Samo dva od cezija i Fahrenheitove ljestvice su se srela.

I njemački fizičar Daniel Gabriel Fahrenheit izgradio je prvi moderni termometar. Ista Fahrenheit u sljedećih petnaest godina došla je sa standardnom skalom, gdje stotine nisu ukazivale na točku ključanja vode, već na prirodnu temperaturu tijela. Točkice su bile 32 i 212 stupnjeva. Danas je njegova ljestvica opremljena termometrima u samo nekoliko dijelova svijeta, u većini zemalja pokazuje temperature u stupnjevima Celzija.

Sudjelovao je u ekspediciji u Laponiji 1736-1737. Po povratku iz polarnih područja, Celsius je počeo aktivno raditi na organizaciji i izgradnji astronomske opservatorije u Uppsali, a 1740. postao je njezin direktor. Anders Celsius je umro 25. ožujka 1744. godine.

Mineral nazvan Celsins nazvan je po njemu - neka vrsta barijevog feldspata.

Termometri su uređaji za mjerenje temperature okoline ili određenih objekata. Mogu se podijeliti prema principu rada. Kod plinskih termometara, skupljanja temperature i temperature plin je izmjeren. parametri, na primjer, volumen. Termometri za paru koriste ovisnost tlaka pare o njezinoj temperaturi, koji se često koriste u automobilskim termostatima. Otporni termometar temelji se na ovisnosti električnog otpora o temperaturi vodiča, gdje su platina i termoparovi temperaturni senzori temeljeni na Seebeck fenomenu, tj. prisutnost elektromotorne sile zbog temperaturnih promjena na granici dvaju različitih metala. Vrlo su točne i pouzdane. Koriste se u inženjerstvu i znanosti. Magnetski termometri koriste blisku vezu između magnetske susceptibilnosti određenih tvari i njihove temperature. Oni su vrlo korisni u nekim područjima tehnologije, jer također omogućuju mjerenje nula apsolutnih Kelvinovih nula.

  • Tekući termometri - koriste fenomen toplinskog širenja tekućine.
  • Tipični su primjeri živinih i alkoholnih termometara.
U smislu upotrebe, temperaturni senzori se dalje dijele na.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) - njemački fizičar. Rođen 24. svibnja 1686. u Danzigu (sada Gdanjsk, Poljska). Studirao je fiziku u Njemačkoj, Nizozemskoj i Engleskoj. Gotovo cijeli život je živio u Nizozemskoj, gdje se bavio izradom preciznih meteoroloških instrumenata. Godine 1709. napravio je alkohol, 1714. - živinim termometrom, koristeći novu metodu pročišćavanja žive. Za živin termometar, Farenhajt je izgradio skalu s tri referentne točke: 0 ° odgovara temperaturi vode - led - amonijak, 96 ° prema tjelesnoj temperaturi zdrave osobe, a 32 ° za točku taljenja leda uzeta je kao referentna temperatura. Točka ključanja čiste vode po Fahrenheit skali bila je 212 °. Fahrenheitska ljestvica koristi se u mnogim zemljama engleskog govornog područja, iako postupno popušta ljestvici Celzijusa. Osim proizvodnje termometara, Fahrenheit se bavio poboljšanjem barometara i higrometara. Također je istražio ovisnost promjene točke vrenja tekućine o atmosferskom tlaku i sadržaju soli u njemu, otkrio fenomen prehlađenja vode i sastavio tablice specifične težine tijela. Fahrenheit je umro u Haagu 16. rujna 1736. godine.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) rođen je 28. veljače 1683. u La Rochelleu, francuskom prirodoslovcu, stranom počasnom članu Sankt Peterburške akademije znanosti (1737.). Radovi na regeneraciji, fiziologiji, biologiji kolonija insekata. Predložio je temperaturnu skalu, nazvanu po njemu. Usavršio je neke metode pripreme čelika, jedan od prvih pokušaja bio je znanstveno potkrijepiti neke od procesa lijevanja, napisao je djelo Umjetnost preobrazbe željeza u čelik. Došao je do vrijednog zaključka, željezo, čelik, lijevano željezo, razlikuju se po količini neke nečistoće i dodavanjem tog dodatka željezu, cementiranjem ili spajanjem s željezom, dobio je čelik. Godine 1814. K. Careten je dokazao da je ugljik nečistoća.

Reaumur je dao metodu izrade matiranog stakla.

Danas, njegovo pamćenje povezuje njegovo ime samo s izumom dugo korištene temperaturne skale. U stvari, Rene Antoine Ferschant de Reaumure, koji je živio 1683-1757, uglavnom u Parizu, pripadao je onim znanstvenicima čija je univerzalnost u naše vrijeme - vrijeme uske specijalizacije - teško zamisliti. Reaumur je istovremeno bio i tehničar, fizičar i prirodnjak. Veliku je slavu stekao izvan Francuske kao entomolog. U posljednjim godinama života, Reaumur je došao do ideje da potragu za tajanstvenom transformirajućom snagom treba provoditi na onim mjestima gdje je njezina manifestacija najočitija - kada se preobražava hrana u tijelu, tj. s njezinom asimilacijom.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820.-1972.), Škotski inženjer i fizičar, jedan od tvoraca tehničke termodinamike. Predložio je teorijski ciklus parnog stroja (Rankinov ciklus), temperaturnu skalu (Rankinova skala), čija je nula jednaka nultoj termodinamičkoj temperaturi, au veličini 1 stupnja R. (° R) je 5/9 K (skala nije rasprostranjena).

FIZIČKO IZVJEŠĆE

TEMPERATURNI VENTILI, TERMOMETRI

I NJIHOVI INVENTARI

Temperaturne vage. Postoji nekoliko stupnjevanih temperaturnih ljestvica, a točke smrzavanja i ključanja vode obično se uzimaju kao referentne točke. Sada je u svijetu najčešća skala Celzijusa. Godine 1742., švedski astronom Anders Celsius predložio je ljestvicu od 100 stupnjeva, u kojoj se točka vrenja vode pri normalnom atmosferskom tlaku uzima kao 0 stupnjeva, a taljenje leda je na 100 stupnjeva. Podjela ljestvice je 1/100 te razlike. Kada su počeli koristiti termometre, ispostavilo se da je prikladnije zamijeniti 0 i 100 stupnjeva. Možda je u tome sudjelovao Carl Linney (predavao je medicinu i prirodne znanosti na istom Sveučilištu u Uppsali, gdje je Celzijus astronomija), koji je 1838. predložio da se temperatura taljenja leda podvrgne temperaturi od 0, ali čini se da nije razmišljala o drugoj referentnoj točki. Do danas se stupanj Celzijusa donekle promijenio: temperatura taljenja leda pri normalnom tlaku, koja nije jako ovisna o tlaku, i dalje se pretpostavlja da je na 0 ° C. Ali vrelište vode pri atmosferskom tlaku sada iznosi 99,975 ° C, što ne utječe na točnost mjerenja gotovo svih termometara, osim za posebne precizne termometre. Poznate su i temperaturne skale Fahrenheita, Kelvina, Reaumura i dr. Temperaturna skala Farenhajta (u drugoj varijanti usvojena od 1714.) ima tri fiksne točke: 0 ° odgovara temperaturi mješavine vode, leda i amonijaka, 96 ° - tjelesne temperature zdrave osobe ( ispod usta ili ruke). Kao referentna temperatura za provjeru različitih termometara, uzeta je vrijednost od 32 ° za točku taljenja leda. Fahrenheitska skala je raširena u zemljama engleskog govornog područja, ali se gotovo nikada ne koristi u znanstvenoj literaturi. Za pretvaranje temperature Celzijusa ()S) u temperaturu Fahrenheita (temperatureF), postoji formula F = (9/5) +C + 32, a za obrnuti prijevod - formula C = (5/9) (F) 32). Obje skale, i Fahrenheita i Celzijusa, vrlo su neugodne kada se provode pokusi u uvjetima kada temperatura padne ispod točke smrzavanja vode i izražava se negativnim brojem. U takvim slučajevima uvedene su apsolutne temperaturne skale, koje se temelje na ekstrapolaciji na tzv. Apsolutnu nulu - točku u kojoj bi molekularni pokret trebao prestati. Jedna od njih naziva se Rankineova skala, a druga apsolutna termodinamička skala; temperature se mjere u stupnjevima Rankina ()Ra) i Kelvina (K). Obje skale počinju na apsolutnoj nultoj temperaturi, a točka smrzavanja odgovara 491,7 R i 273,16 K. Broj stupnjeva i stupnjeva između točke smrzavanja i vrelišta vode na ljestvici Celzijusa i apsolutne termodinamičke ljestvice su jednaki i jednaki 100; za skale Fahrenheita i Rankina također je isto, ali je 180. Stupnjevi Celzija pretvaraju se u Kelvin koristeći formulu K = C + 273.16, a stupnjevi Fahrenheita se pretvaraju u stupnjeve Rankina koristeći formulu =R = F + 459.7. U Europi, Reaumur skala, koju je uveo 1730. godine Rene Antoine de Reaumure, distribuirana je dugo vremena. Ne gradi se proizvoljno, poput Fahrenheitove skale, već u skladu s toplinskim širenjem alkohola (u omjeru 1000: 1080). 1 stupanj Reaumura jednak je 1/80 temperaturnog intervala između točaka taljenja leda (0 ° R) i kipuće vode (80 ° R), tj. 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R., ali trenutno je izvan upotrebe.

Nakon uvođenja Međunarodnog sustava jedinica (SI) preporučuju se dvije temperaturne skale. Prva skala je termodinamička, koja ne ovisi o svojstvima korištene tvari (radni medij) i uvodi se kroz Carnotov ciklus. Jedinica temperature u ovoj temperaturnoj skali je jedan kelvin (1 K) - jedna od osnovnih jedinica u SI sustavu. Ova jedinica dobila je ime po engleskom fizičaru Williamu Thomsonu (Lord Kelvin), koji je razvio ovu ljestvicu i držao jedinicu mjerenja temperature isto kao i na temperaturnoj skali Celzijusa. Druga preporučena temperaturna skala je međunarodno praktična. Ova ljestvica ima 11 referentnih točaka - temperature faznog prijelaza određenog broja čistih supstanci, a vrijednosti tih temperaturnih točaka stalno se usavršavaju. Jedinica mjerenja temperature na međunarodnoj praktičnoj skali također je 1 K.

Promatranje dilatacije: tekućine i bimetali

Gallilov dizajn uređaja s promjenjivom temperaturom datira iz vremena kada se oslanjao na komprimiranje zraka u posudu kako bi instalirao stup vode, čija visina ukazuje na stupanj hlađenja. Međutim, učinak tlaka zraka je vrlo velik i ovaj uređaj nije bio veliko otkriće.

Zatvorio je staklenu cijev koja sadrži tekućinu i promatrao pomicanje tekućine tijekom ekspanzije. Skala na cijevi doprinijela je čitanju evolucije, ali sustav nije imao točne jedinice. Suradnja između Romera i Daniela Gabriel Fahrenheita. Daniel Gabriel Fahrenheit počeo je proizvoditi termometre s alkoholom i živom, što je idealno jer reagira linearno na temperaturne promjene u širokom rasponu, iako njegova toksičnost ograničava njegovu uporabu. sada zamijenite živu. Tekući termometar je široko rasprostranjen, iako je važno kontrolirati dubinu tikvice.

Trenutno je glavna referentna točka termodinamičke ljestvice i međunarodne praktične temperaturne skale trostruka točka vode. Ova točka odgovara strogo definiranim vrijednostima temperature i tlaka pri kojima voda može istovremeno postojati u krutim, tekućim i plinovitim stanjima. Štoviše, ako je stanje termodinamičkog sustava određeno samo vrijednostima temperature i tlaka, tada trostruka točka može biti samo jedna. U sustavu SI pretpostavlja se da je temperatura trostruke točke vode 273,16 K pri tlaku od 609 Pa.

Uporaba termometrijskog senzora osigurava dobar prijenos topline. Temelji se na diferencijalnom širenju dviju međusobno povezanih metalnih traka. Promjene temperature stvaraju zavoj koji aktivira termostat ili senzor, slično kao što su uređaji ugrađeni u plinske rešetke.

Točnost je niska, plus ili minus 2 stupnja, ali ovi senzori su ekonomični i imaju mnogo namjena.





Početkom 19. stoljeća električnu energiju su fascinirali mnogi istraživači, koji su brzo otkrili da su otpornost i provodljivost metala varijabilni. Peltier je otkrio da je taj efekt termoelementa reverzibilan i može se koristiti za hlađenje.

Osim postavljanja referentnih točaka određenih temperaturnim standardom, potrebno je odabrati termodinamičko svojstvo tijela koje se opisuje fizičkom veličinom, čija je promjena znak promjene temperature ili termometrijskog znaka. Ovo svojstvo treba biti prilično lako reproducibilno, a fizička količina lako mjeriti. Mjerenje specificirane fizikalne veličine omogućuje dobivanje skupa temperaturnih točaka (i odgovarajućih temperaturnih vrijednosti), srednjih u odnosu na referentne točke.

Iste godine Humphry Davy je pokazao da je otpornost metala povezana s temperaturom. Ovaj detektor mjeri električni otpor duljine platinske žice i široko se smatra najtočnijim instrumentom. 20. stoljeće obilježeno je i izumom poluvodičkih mjernih uređaja za temperaturu. Oni točno reagiraju na promjene temperature, ali do nedavno nisu imali linearnost.

Samuel Langley Vrlo topli i rastaljeni metali troše toplinu i vidljivo svjetlo. Nobili je uspio detektirati tu zračenu energiju spajajući termoelemente u seriji s formiranjem termoelektrične ćelije. Bolometar je otkrio Amerikanac Samuel Langley, a bolometar je raspored dva platinasta pojasa, od kojih je jedan crn, u skladu sa strukturom Wheatstoneovog mosta. Infracrveno zračenje dovelo je do mjerljive promjene otpora.

Omjer temperaturne skale Fahrenheita i Celzijusa

fahrenheit skala Celsius ljestvice

Vrelište 212 ° 100 °

32 ° 0 ° ledišta

Temperatura apsolutne nule -459,67 ° -273,15 °

Kada pretvarate iz Fahrenheita u Celzij, oduzmite 32 od izvornog broja i pomnožite s 5/9.

Prilikom pretvaranja iz Celzija u Fahrenheit, izvorni broj se množi s 9/5 i dodaje 32.

Termometri. Njemački Gabriel Daniel Fahrenheit dao je odlučujući doprinos razvoju dizajna termometara. Godine 1709. izumio je alkoholni termometar, a 1714. živin termometar. Dao im je isti oblik koji se sada primjenjuje. Uspjeh njegovih termometara trebao bi se tražiti u novoj metodi pročišćavanja žive koju je uveo; Osim toga, prije lemljenja je prokuhao tekućinu u cijevi.

Kopija je dostupna čitateljima koji žele produbiti svoje znanje u mjernim jedinicama. Dio fizike koji proučava toplinske pojave, tj. pojave u kojima su temperatura i toplina kritični. Temperatura Fizička veličina koja izražava toplinsko stanje sustava i opisuje njegovu sposobnost razmjene topline s okolišem ili drugim tijelima. Kada su dva sustava smještena u toplinski kontakt, toplina teče iz sustava na višu temperaturu od niže temperature do postizanja termalne ravnoteže, gdje su dva sustava na istoj temperaturi. Koncept temperature je povezan s idejom pružanja relativne procjene kako su tijela hladna ili vruća na dodir. Stoga su termini temperatura i toplina povezani, ali se odnose na različite koncepte: temperatura je svojstvo tijela, toplina je oblik energije koji teče iz jednog tijela u drugo kako bi ispunio temperaturnu razliku. Za dobivanje mjerenja temperature najčešće se koriste indirektne metode temeljene na učincima grijanja ili hlađenja, najčešće korištena metoda je mjerenje dilatacije, a živin termometar mjeri promjenu volumena žive u staklenoj kapilari kada dođe u kontakt s tijelom nepoznate temperature. Produženje stupca žive je proporcionalno tjelesnoj temperaturi, a ako toplina padne na idealan plin sadržan u posudi s fiksnim volumenom, porast temperature može se izračunati mjerenjem promjene tlaka u posudi. Temperaturne vage. Jednu od prvih temperaturnih ljestvica proučio je njemački fizičar Gabriel Daniel Fahrenheit. Međutim, u znanstvenom polju apsolutna skala ili Kelvin izumio je britanski matematičar i fizičar William Thomson Kelvin. Odgovarajući rang ranga koristi se uglavnom u krajobrazima Page 1 of 4. Fizika - Osnovni podaci o temperaturi i njenim svojstvima.

Rene Antoine de Reaumur nije odobrio uporabu žive u termometrima zbog niskog koeficijenta ekspanzije žive. Godine 1730. predložio je i korištenje alkohola u termometrima. Godine 1731. izumio je vodeni alkoholni termometar. A budući da je Reomur otkrio da alkohol koji on koristi, pomiješan u omjeru 5: 1 s vodom, širi se u omjeru 1000: 1080 kako se temperatura mijenja od smrzavanja do vrelišta vode, predložio je skalu od 0 do 80 °.

Kalorimetar: laboratorijsko iskustvo

Fizika. Izmjerite vodeni ekvivalent kalorimetra i izmjerite specifičnu toplinu tvari. Da je ostao s izvornom idejom Andersa Tselisa o znanosti České, trenutna bi vanjska temperatura bila stotinu stupnjeva. A voda ispod nule neće biti hladna, ali će kuhati.

Sredinom stoljeća, kada je došlo od stotinu do nule, temperatura osobe je nekako bila ovog petka - a to nije bilo bez skokova. Prvi termoskopi pojavili su se krajem stoljeća, a njihovom dizajnu pridružile su se i brojne znanosti. Najpoznatiji od njih je astronom Galileo Galilei, čija se verzija odnosi na razdoblje temperaturne sonde. Bio je to jednostavan instrument: staklena cijev zatvorena na jednoj strani zaljeva.

Znanstvenici. Anders Celsius. Anders Celsius rođen je 27. studenoga 1701. u Švedskoj. Njegova područja interesa: astronomija, opća fizika, geofizika.

Predavao je astronomiju na Sveučilištu Uppsala, tamo je osnovao astronomsku opservatoriju.

Celsius je najprije izmjerio svjetlinu zvijezda, uspostavio odnos između sjevernog svjetla i vibracija u magnetskom polju Zemlje.

Sudjelovao je u ekspediciji u Laponiji 1736-1737. Po povratku iz polarnih područja, Celsius je počeo aktivno raditi na organizaciji i izgradnji astronomske opservatorije u Uppsali, a 1740. postao je njezin direktor. Anders Celsius je umro 25. ožujka 1744. godine.

Mineral nazvan Celsins nazvan je po njemu - neka vrsta barijevog feldspata.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) - njemački fizičar. Rođen 24. svibnja 1686. u Danzigu (sada Gdanjsk, Poljska). Studirao je fiziku u Njemačkoj, Nizozemskoj i Engleskoj. Gotovo cijeli život je živio u Nizozemskoj, gdje se bavio izradom preciznih meteoroloških instrumenata. Godine 1709. napravio je alkohol, 1714. - živinim termometrom, koristeći novu metodu pročišćavanja žive. Za živin termometar, Farenhajt je izgradio skalu s tri referentne točke: 0 ° odgovara temperaturi vode - led - amonijak, 96 ° prema tjelesnoj temperaturi zdrave osobe, a 32 ° za točku taljenja leda uzeta je kao referentna temperatura. Točka ključanja čiste vode po Fahrenheit skali bila je 212 °. Fahrenheitska ljestvica koristi se u mnogim zemljama engleskog govornog područja, iako postupno popušta ljestvici Celzijusa. Osim proizvodnje termometara, Fahrenheit se bavio poboljšanjem barometara i higrometara. Također je istražio ovisnost promjene točke vrenja tekućine o atmosferskom tlaku i sadržaju soli u njemu, otkrio fenomen prehlađenja vode i sastavio tablice specifične težine tijela. Fahrenheit je umro u Haagu 16. rujna 1736. godine.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) rođen je 28. veljače 1683. u La Rochelleu, francuskom prirodoslovcu, stranom počasnom članu Sankt Peterburške akademije znanosti (1737.). Radovi na regeneraciji, fiziologiji, biologiji kolonija insekata. Predložio je temperaturnu skalu, nazvanu po njemu. Poboljšao je neke metode pripreme čelika, a jedan od prvih pokušaja bio je znanstveno potkrijepiti neke od procesa lijevanja, napisao je djelo Umjetnost preobrazbe željeza u čelik. Došao je do vrijednog zaključka, željezo, čelik, lijevano željezo, razlikuju se po količini neke nečistoće i dodavanjem tog dodatka željezu, cementiranjem ili spajanjem s željezom, dobio je čelik. Godine 1814. K. Careten je dokazao da je ugljik nečistoća.

Reaumur je dao metodu izrade matiranog stakla.

Danas, njegovo pamćenje povezuje njegovo ime samo s izumom dugo korištene temperaturne skale. U stvari, Rene Antoine Ferschant de Reaumure, koji je živio 1683-1757, uglavnom u Parizu, pripadao je onim znanstvenicima čija je univerzalnost u naše vrijeme - vrijeme uske specijalizacije - teško zamisliti. Reaumur je istovremeno bio i tehničar, fizičar i prirodnjak. Veliku je slavu stekao izvan Francuske kao entomolog. U posljednjim godinama života, Reaumur je došao do ideje da potragu za tajanstvenom transformirajućom snagom treba provoditi na onim mjestima gdje je njezina manifestacija najočitija - kada se preobražava hrana u tijelu, tj. s njezinom asimilacijom.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820.-1972.), Škotski inženjer i fizičar, jedan od tvoraca tehničke termodinamike. Predložio je teorijski ciklus parnog stroja (Rankinov ciklus), temperaturnu skalu (Rankinova skala), čija je nula jednaka nultoj termodinamičkoj temperaturi, au veličini 1 stupnja R. (° R) je 5/9 K (skala nije rasprostranjena).

      © 2018 asm59.ru
  Trudnoća i porođaj. Kuća i obitelj. Slobodno vrijeme i rekreacija