Termometro istorija. Ataskaita: temperatūros skalės ir termometrai

TURINYS:    JŲ FIZIKINĖ ATASKAITA: TEMPERATŪROS SKALAI, TERMOMETRAI IR JŲ INVENTORIAI Temperatūros skalės. Temperatūros skalės yra kelios, o užšalimo ir virimo taškai paprastai laikomi atskaitos taškais. Dabar labiausiai paplitusi pasaulyje yra Celsijaus skalė. 1742 m. Švedijos astronomas Andersas Celsijaas pasiūlė 100 laipsnių termometro skalę, kurioje vandens virimo temperatūra normaliu atmosferos slėgiu yra 0 laipsnių, o lydymosi ledo temperatūra yra 100 laipsnių.

Scale Reumura, šiandien beveik atsisakyta. Kad matavimas būtų nepriklausomas nuo termometro ženklų, pvz., Virimo temperatūros ar užšalimo vandens, Williamas Thomsonas pasiūlė absoliučios temperatūros sąvoką. Tai yra absoliutus nulis, virtuali riba, kurią mes dabar labai atidžiai žinome.

Absoliutus nulį sudarančios dalelės būtų visiškai pailsėjusios. Tuo pačiu metu drėgno piršto, veikiančio ore, metodas išlaiko savo pasekėjus. Nors šilumos ir šalčio pojūtis yra neatskiriama žmogiškosios patirties dalis, daugelis mokslininkų mano, kad tiksliai matuoja temperatūrą, ir neaišku, ar senovės graikai ar kinai turėjo temperatūros matavimo priemones, tačiau tai yra tai, ką temperatūros jutiklių istorija pradeda rašyti renesanse.

FIZINĖ ATASKAITA

TEMPERATŪROS SKALAI, TERMOMETRAI

IR JŲ INVENTORIAI

Temperatūros svarstyklės. Temperatūros skalės yra kelios, o užšalimo ir virimo taškai paprastai laikomi atskaitos taškais. Dabar labiausiai paplitusi pasaulyje yra Celsijaus skalė. 1742 m. Švedijos astronomas Andersas Celsijaas pasiūlė 100 laipsnių termometro skalę, kurioje vandens virimo temperatūra normaliu atmosferos slėgiu yra 0 laipsnių, o lydymosi ledo temperatūra yra 100 laipsnių. Skalės padalijimas yra 1/100 šio skirtumo. Kai jie pradėjo naudoti termometrus, paaiškėjo, kad patogiau keisti 0 ir 100 laipsnių. Galbūt čia dalyvavo Carl Linney (jis mokė medicinos ir gamtos mokslų toje pačioje Upsalos universitete, kur Celsijaus astronomija), kuris 1838 m. Pasiūlė ledo lydymosi temperatūrą 0 temperatūroje, tačiau neatrodė, kad jis buvo antrasis atskaitos taškas. Iki šiol Celsijaus skalė šiek tiek pasikeitė: esant 0 ° C temperatūrai, vis dar daroma prielaida, kad ledo lydymosi temperatūra, kuri iš tikrųjų nepriklauso nuo slėgio. Tačiau vandens virimo temperatūra atmosferos slėgyje dabar yra 99,975 ° C, o tai neturi įtakos beveik visų termometrų matavimo tikslumui, išskyrus specialius termometrus. Fahrenheito, Kelvino, Reaumuro ir tt temperatūros skalės taip pat žinomos, o Fahrenheito temperatūros skalė (antrajame variante, priimtame nuo 1714 m.) Turi tris fiksuotus taškus: 0 ° atitinka vandens, ledo ir amoniako mišinio temperatūrą, 96 ° - sveiko žmogaus kūno temperatūrą. po ranka ar burna). Kaip etaloninė temperatūra įvairiems termometrams tikrinti, buvo išmatuota 32 ° vertė ledo lydymosi temperatūrai. Farenheito skalė yra plačiai paplitusi angliškai kalbančiose šalyse, tačiau mokslinėje literatūroje ji beveik niekada nenaudojama. Norint konvertuoti Celsijaus temperatūrą (С) į Fenrenheito temperatūrą (оF), yra formulė F = (9/5) C + 32 ir atvirkštiniam vertimui - formulė C = (5/9) (F 32). Abi svarstyklės, tiek Fahrenheito, tiek ir Celsijaus, yra labai nepatogios atliekant eksperimentus sąlygomis, kai temperatūra nukrenta žemiau vandens užšalimo taško ir yra išreikšta neigiamu skaičiumi. Tokiais atvejais buvo įvestos absoliučios temperatūros skalės, pagrįstos ekstrapoliacija į vadinamąjį absoliutųjį nulį - tašką, kuriame molekulinis judėjimas turėtų sustoti. Vienas iš jų yra Rankino skalė, kitas - absoliutus termodinaminis skalė; jų temperatūra matuojama Rankino (Rа) ir Kelvino (K) laipsniais. Abi svarstyklės prasideda absoliučiu nuliu ir vandens užšalimo temperatūra atitinka 491,7 R ir 273,16 K. Laipsnių ir kelvinų skaičius tarp vandens užšalimo taško ir virimo temperatūros Celsijaus skalėje ir absoliutus termodinaminis skalė yra vienodi ir lygūs 100; Fahrenheito ir Rankino skalėms jis taip pat yra toks pat, bet lygus 180. Celsijaus laipsniai konvertuojami į Kelviną, naudojant formulę K = C + 273,16, o Fahrenheito laipsniai konvertuojami į Rankino laipsnius, naudojant formulę R = F + 459.7. Europoje „Reaumur“ skalė buvo įdiegta ilgą laiką, pristatyta 1730 m. Rene Antoine de Reaumure. Jis nėra pastatytas savavališkai, kaip Fahrenheit skalė, bet atsižvelgiant į alkoholio šiluminę plėtrą (santykiu 1000: 1080). 1 laipsnio Reaumur yra lygus 1/80 temperatūros intervalo tarp ledo (0 ° R) ir verdančio vandens (80 ° R) lydymosi taškų, t. Y. 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R. šiuo metu nenaudojama.

Kodėl reikia matuoti?

Šiluma yra kūno ar medžiagos energijos matas, tuo didesnė energija, tuo didesnė šiluma. Tačiau, skirtingai nei fizinės masės ir ilgio savybės, sunku išmatuoti. Dauguma netiesioginių metodų buvo pagrįsti šilumos poveikio objektui ir išvesties temperatūrai stebėjimu.

Tuo pačiu metu Ole Römer apibrėžė du fiksuotus taškus, o paskui interpoliaciją tarp šių dviejų taškų, pasirinktus taškus - Hooke užšalimo tašką ir verdančio vandens tašką. Šį galvosūkį išsprendė mokslininkai, įskaitant Gay-Lussac, kurie dirbo su dujų įstatymais.

Įdiegus Tarptautinę vienetų sistemą (SI), rekomenduojama naudoti dvi temperatūros skales. Pirmoji skalė yra termodinaminė, kuri nepriklauso nuo naudojamos medžiagos savybių (darbo terpės) ir yra įvedama per Carnot ciklą. Temperatūros vienetas šioje temperatūros skalėje yra vienas Kelvino (1 K) - vienas iš pagrindinių SI sistemos vienetų. Šis vienetas yra pavadintas pagal anglų fiziko Williamo Thomsono (Lordas Kelvinas), kuris sukūrė šią skalę ir išlaikė temperatūros matavimo vienetą tokį patį kaip ir Celsijaus temperatūros skalėje. Antroji rekomenduojama temperatūra yra tarptautinė. Ši skalė turi 11 atskaitos taškų - daugelio grynų medžiagų fazinio perėjimo temperatūrą ir šių temperatūros taškų vertės nuolat atnaujinamos. Temperatūros matavimo vienetas tarptautiniu mastu taip pat yra 1 K.

Dilatacijos stebėjimas: skysčiai ir bimetalai

„Gallil“ įrenginys, turintis skirtingos temperatūros prietaisą, buvo sukurtas tuo metu, kai jis rėmėsi suslėgtu oru laive, kad įrengtų vandens kolonėlę, kurios aukštis nurodo aušinimo laipsnį. Tačiau oro slėgio poveikis yra labai didelis, o šis prietaisas nebuvo didelis atradimas.

Jis užsandarino stiklo mėgintuvėlį su skysčiu ir stebėjo skysčio poslinkį jo išplėtimo metu. Vamzdžio skalė prisidėjo prie evoliucijos skaitymo, tačiau sistema neturėjo tikslių vienetų. Bendradarbiavimas tarp Romerio ir Danielio Gabrieliaus Fahrenheito. Daniel Gabriel Fahrenheit pradėjo gaminti termometrus su alkoholiu ir gyvsidabriu, kuris yra idealus, nes jis linijiniu būdu reaguoja į temperatūros pokyčius plačiame diapazone, nors jo toksiškumas riboja jo naudojimą. dabar pakeisti gyvsidabrį. Skystas termometras yra plačiai paplitęs, nors svarbu kontroliuoti kolbos gylį.

Šiuo metu pagrindinis termodinaminės skalės ir tarptautinės praktinės temperatūros skalės atskaitos taškas yra trigubas vandens taškas. Šis taškas atitinka griežtai apibrėžtas temperatūros ir slėgio vertes, kuriomis vanduo gali vienu metu egzistuoti kietose, skystose ir dujinėse būsenose. Be to, jei termodinaminės sistemos būklę lemia tik temperatūros ir slėgio vertės, tada trigubas taškas gali būti tik vienas. SI sistemoje laikoma, kad vandens trigubo taško temperatūra yra 273,16 K esant 609 Pa slėgiui.

Termometrinio jutiklio naudojimas užtikrina gerą šilumos perdavimą. Jis pagrįstas dviejų tarpusavyje sujungtų metalinių juostų diferencine plėtra. Temperatūros pokyčiai sukuria lenkimą, kuris suaktyvina termostatą arba jutiklį, panašų į prietaisus, sumontuotus dujų grotelėse.

Tikslumas yra mažas, plius arba minus 2 laipsniai, tačiau šie jutikliai yra ekonomiški ir turi daug naudos.





XIX a. Pradžioje elektros energiją sužavėjo daugelis mokslininkų, kurie greitai atrado, kad metalų atsparumas ir laidumas yra įvairūs. Peltier atrado, kad šis termoporos poveikis yra grįžtamasis ir gali būti naudojamas aušinimui.

Norint nustatyti temperatūros standarto nustatytus atskaitos taškus, būtina pasirinkti kūno termodinaminę savybę, kurią apibūdina fizinis kiekis, kurio pasikeitimas yra temperatūros pokyčio arba termometrinio ženklo požymis. Ši savybė turi būti gana lengvai atkuriama, o fizinis kiekis - lengvai matuojamas. Nustatyto fizinio kiekio matavimas leidžia gauti temperatūros taškų (ir atitinkamų temperatūros verčių), tarpinių atskaitos taškų atžvilgiu.

Tais pačiais metais Humphrey Davy parodė, kad metalo atsparumas yra susijęs su temperatūra. Šis detektorius matuoja platinos vielos ilgio elektrinį atsparumą ir yra plačiai laikomas tiksliausia priemone. XX a. Taip pat pasižymėjo puslaidininkinių temperatūros matavimo prietaisų išradimu. Jie tiksliai reaguoja į temperatūros pokyčius, tačiau iki šiol nebuvo tiesiškumo.

Samuel Langley Labai karštas ir išlydytas metalas išsklaido šilumą ir matomą šviesą. Nobili sugebėjo aptikti šią spinduliuotą energiją, sujungdama termoporas su termoelektrinio elemento formavimu. Bolometrą atrado amerikietis Samuelas Langley, bolometras yra dviejų platinos juostų išdėstymas, iš kurių vienas yra juodesnis, pagal Wheatstone tilto struktūrą. Infraraudonųjų spindulių spinduliuotė sukėlė išmatuojamą pasipriešinimo pokytį.

Temperatūros skalės Fahrenheit ir Celsijaus santykis

fahrenheito skalė Celsijaus skalė

Virimo temperatūra 212 ° 100 °

32 ° 0 ° užšalimo temperatūra

Absoliutaus nulio temperatūra -459,67 ° -273,15 °

Konvertuojant iš Fahrenheito į Celsijaus, atimkite 32 iš pradinio skaičiaus ir padauginkite iš 5/9.

Konvertuojant iš Celsijaus į Farenheitą, pradinis skaičius dauginamas iš 9/5 ir pridėtas 32.

Priešingai, 1940-aisiais sukurti fotonų detektoriai reaguoja tik į riboto bangos ilgio infraraudonąją spinduliuotę. Švino sulfido detektoriai jautrūs iki 3 mikronų bangos ilgiams. Viešpats Kelvinas Fahrenheitas jautė poreikį sukurti temperatūros skalę, kai jis gamino termometrus.

Po ketvirtadalio amžiaus Anders Celsius pasiūlė skalę nuo 0 iki 100, kuris dabar yra jo vardas. Pažymėdamas fiksuoto taško pranašumus viename skalės gale, William Thomson, vėliau žinomas kaip Lordas Kevinas, pasiūlė naudoti nulinį abs kaip Celsių sistemos pradinį tašką. Taip mokslo srityje buvo naudojamas Kelvino skalė.

Termometrai. Vokietijos Gabriel Daniel Fahrenheit prisidėjo prie termometrų projektavimo. 1709 m. Išrado alkoholio termometrą, o 1714 m. - gyvsidabrio termometrą. Jis suteikė jiems tą pačią formą, kuri dabar taikoma. Jo termometrų sėkmė turėtų būti ieškoma pagal naują jo įdiegtą gyvsidabrio gryninimo metodą; Be to, prieš litavimą, jis virino skystį vamzdelyje.

Galima kopijuoti skaitytojams, norintiems gilinti žinias matavimo vienetais. Fizikos dalis, tirianti šiluminius reiškinius, t. reiškiniai, kuriuose temperatūra ir šiluma yra labai svarbūs. Temperatūra Fizinis dydis, išreiškiantis sistemos šiluminę būseną ir apibūdinantis jo gebėjimą keistis šiluma su aplinka ar kitomis įstaigomis. Kai į šiluminį kontaktą įdedamos dvi sistemos, šiluma iš sistemos patenka į aukštesnę temperatūrą, nei žemiau, kol pasiekiama terminė pusiausvyra, kai abi sistemos yra toje pačioje temperatūroje. Temperatūros samprata susijusi su idėja pateikti santykinį vertinimą, kaip kūnai yra šalti ar karšti. Todėl terminai „temperatūra ir šiluma“ yra tarpusavyje susiję, tačiau nurodo skirtingas sąvokas: temperatūra yra kūno savybė, šiluma yra energijos forma, kuri teka iš vieno kūno į kitą, kad užpildytų temperatūros skirtumą. Netiesioginiai metodai, grindžiami šildymo ar aušinimo poveikiu, paprastai naudojami norint gauti temperatūros matavimus, dažniausiai naudojamas metodas yra dilatacijos matavimas Gyvsidabrio termometras matuoja gyvsidabrio tūrio pokytį į stiklo kapiliarą, kai jis liečiasi su nežinomos temperatūros kūnu. Gyvsidabrio kolonėlės pailgėjimas yra proporcingas kūno temperatūrai, jei šiluma nukrenta iki idealaus dujų, esančių inde, kurio tūris yra fiksuotas, temperatūros kilimą galima apskaičiuoti matuojant slėgio pokyčius inde. Temperatūros svarstyklės. Vieną iš pirmųjų temperatūros skalių tyrė vokiečių fizikas Gabriel Daniel Fahrenheit. Tačiau mokslinėje srityje absoliučią matematiką arba kelviną išrado britų matematikas ir fizikas William Thomson Kelvin. Atitinkamas reitingas Rankin naudojamas daugiausia kraštovaizdžiuose Puslapis 1 iš 4. Fizika - pagrindiniai faktai apie temperatūrą ir jos savybes.

Rene Antoine de Reaumur nepatvirtino gyvsidabrio naudojimo termometruose dėl mažo gyvsidabrio išplėtimo koeficiento. 1730 m. Jis pasiūlė naudoti alkoholį ir termometruose. 1731 m. Jis išrado vandens ir alkoholio termometrą. Ir kadangi Reomuras nustatė, kad jo vartojamas alkoholis, sumaišytas santykiu 5: 1 su vandeniu, plečiasi santykiu 1000: 1080, kai temperatūra pakyla nuo užšalimo iki virimo temperatūros, jis pasiūlė skalę nuo 0 iki 80 °.

Kalorimetras: laboratorinė patirtis

Fizika Išmatuokite kalorimetro vandens ekvivalentą ir išmatuokite konkrečią medžiagos šilumą. Jei ji būtų buvusi su Anderso Tselio pradine idėja apie České mokslą, dabartinė lauko temperatūra būtų šimtas laipsnių. Ir vanduo, esantis žemiau nulio, nebus šalta, bet virs.

Šimtmečio viduryje, kai jis atėjo nuo šimto iki nulio, žmogaus temperatūra kažkada buvo penktadienį - ir tai nebuvo be šuolių. Pirmieji termoskopai atsirado šimtmečio pabaigoje, o jų dizainui prisijungė keletas mokslų. Garsiausias iš jų yra astronomas Galileo Galilei, kurio versija nurodo temperatūros zondo laikotarpį. Tai buvo paprastas instrumentas: stiklo vamzdelis, uždarytas vienoje įlankos pusėje.

Mokslininkai. Anders Celsius. Anders Celsius gimė 1701 m. Lapkričio 27 d. Švedijoje. Jo interesų sritys: astronomija, bendra fizika, geofizika.

Jis mokė astronomiją Upsalos universitete, įkūrė astronominę observatoriją.

Celsijaus pirmasis matavo žvaigždžių ryškumą, nustatė ryšį tarp šiaurinių šviesų ir vibracijų Žemės magnetiniame lauke.

Vamzdis buvo įstatytas į vandenį ir, priklausomai nuo aplinkos temperatūros, vanduo nukrito arba pakilo. Naudota vieta vandeniui ir vynas. Tačiau toks nusikaltimas kenčia nuo atmosferos slėgio iškraipymo. Tačiau termoskopai praleido vieną skalę, kuri galėjo skaityti, kaip šilta ar šalta. Tam tikru momentu buvo penkiolika skirtingų skalių. Tik du iš Cesium ir Fahrenheit skalės susitiko.

Vokietijos fizikas Daniel Gabriel Fahrenheit pastatė pirmąjį šiuolaikinį termometrą. Tą patį Fahrenheitą per ateinančius penkiolika metų pasiekė standartinė skalė, kurioje šimtai nenurodė vandens virimo temperatūros, bet natūrali kūno temperatūra. Taškiniai batai buvo 32 ir 212 laipsniai. Šiandien jos skalė yra aprūpinta termometrais tik keliose pasaulio dalyse, daugumoje šalių temperatūra rodoma Celsijaus laipsniais.

Meridianui matuoti jis dalyvavo 1736-1737 m. Laplandijos ekspedicijoje. Grįžęs iš poliarinių regionų, Celsijaus pradėjo aktyviai dirbti astronomijos observatorijos Uppsaloje organizavimo ir statybos srityje, o 1740 m. Tapo jos direktoriumi. Andersas Celsijaus mirė 1744 m. Kovo 25 d.

Mineralinis pavadinimas, pavadintas „Celsins“, pavadintas jo vardu - natūra bario lauko špatas.

Termometrai - tai aplinkos temperatūros ar specifinių objektų matavimo prietaisai. Jie gali būti suskirstyti pagal darbo principą. Dujų termometruose temperatūros ir temperatūros susitraukimas yra dujos, matuojami jo variacijos. parametrus, pvz., tūrį. Garų termometrai naudoja garų slėgio priklausomybę nuo temperatūros, kurios dažnai naudojamos automobilių termostatuose. Atsparumo termometras grindžiamas elektrinės varžos priklausomybe nuo laidininko temperatūros, kur platina ir termoporos yra temperatūros jutikliai, pagrįsti Seebeck fenomenu, t.y. elektromechaninės jėgos buvimas dėl temperatūros pokyčių prie dviejų skirtingų metalų ribų. Jie yra labai tikslūs ir patikimi. Jie naudojami inžinerijos ir mokslo srityse. Magnetiniai termometrai turi glaudų ryšį tarp tam tikrų medžiagų magnetinio jautrumo ir jų temperatūros. Jie yra labai naudingi kai kuriose technologijų srityse, nes jos taip pat leidžia išmatuoti nulinius absoliučius nulius.

  • Skysti termometrai - naudojant šiluminio plitimo reiškinį.
  • Tipiniai pavyzdžiai yra gyvsidabrio ir alkoholio termometrai.
Naudojimo požiūriu temperatūros jutikliai toliau skirstomi į.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) - vokiečių fizikas. Gimė 1686 m. Gegužės 24 d. Danzige (dabar Gdanske, Lenkijoje). Jis studijavo fiziką Vokietijoje, Olandijoje ir Anglijoje. Beveik visą gyvenimą jis gyveno Olandijoje, kur jis užsiėmė tikslių meteorologinių instrumentų gamyba. 1714 m. Jis pagamino gyvsidabrio termometrą, naudodamas naują gyvsidabrio valymo metodą. Gyvsidabrio termometre Fahrenheit pastatė skalę su trimis atskaitos taškais: 0 ° atitiko vandens - ledo - amoniako mišinio temperatūrą, 96 ° į sveiką žmogų kūno temperatūrą, ir 32 ° ledo lydymosi temperatūrai buvo laikoma etalonine temperatūra. Gryno vandens virimo temperatūra Fahrenheito skalėje buvo 212 °. „Fahrenheit“ skalė naudojama daugelyje angliškai kalbančių šalių, nors ji palaipsniui pereina į Celsijaus skalę. Be termometrų gamybos, „Fahrenheit“ užsiima barometrų ir higrometrų tobulinimu. Jis taip pat ištyrė skysčio virimo temperatūros pokyčio priklausomybę nuo atmosferos slėgio ir jo druskos kiekio, atrado vandens peršalimo reiškinį ir sudarė kūnų specifinės gravitacijos lenteles. Farenheitas mirė Hagoje 1736 m. Rugsėjo 16 d.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) gimė 1683 m. Vasario 28 d. La Rochelle, prancūzų gamtininkas, užsienio garbės narys Sankt Peterburgo mokslų akademijoje (1737). Vabzdžių kolonijų regeneravimo, fiziologijos, biologijos darbai. Jis pasiūlė temperatūros skalę, pavadintą jo vardu. Jis tobulino kai kuriuos plieno gamybos būdus, jis, vienas iš pirmųjų, bandė moksliškai pagrįsti kai kuriuos liejimo procesus, rašė darbą „Geležies transformavimo į plieną menas“. Jis padarė vertingą išvadą, geležies, plieno, ketaus, skiriasi kai kurių priemaišų kiekiu ir pridedant šį geležies mišinį, cementuojant arba sujungiant su geležimi Reomur, gautą plieno. 1814 m. K. Karetenas įrodė, kad anglis yra priemaiša.

Reaumuras davė matinio stiklo gamybos būdą.

Šiandien atmintis jungia savo vardą tik su ilgaamžės temperatūros skalės išradimu. Iš tikrųjų, Rene Antoine Ferschant de Reaumure, gyvenusi 1683–1757 m., Daugiausia Paryžiuje, buvo vienas iš tų mokslininkų, kurių universalumą mūsų laikais - siauros specializacijos metu - sunku įsivaizduoti. Reaumur tuo pačiu metu buvo technikas, fizikas ir gamtininkas. Jis įgijo didelę reputaciją už Prancūziją kaip entomologą. Per paskutinius savo gyvenimo metus Reaumuras priėjo prie idėjos, kad paslaptingos transformuojančios galios paieška turėtų būti vykdoma tose vietose, kur jos pasireiškimas yra akivaizdžiausias - kai maistas transformuojamas organizme, t.y. su savo asimiliacija.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), Škotijos inžinierius ir fizikas, vienas iš techninės termodinamikos kūrėjų. Jis pasiūlė teorinį garo variklio ciklą (Rankino ciklas), temperatūros skalę (Rankin skalę), kurios nulis sutampa su nulinės termodinaminės temperatūros ir 1 laipsnio R. laipsniu (° R) yra 5/9 K (skalė nėra plačiai paplitusi).

FIZINĖ ATASKAITA

TEMPERATŪROS SKALAI, TERMOMETRAI

IR JŲ INVENTORIAI

Temperatūros svarstyklės. Temperatūros skalės yra kelios, o užšalimo ir virimo taškai paprastai laikomi atskaitos taškais. Dabar labiausiai paplitusi pasaulyje yra Celsijaus skalė. 1742 m. Švedijos astronomas Andersas Celsijaas pasiūlė 100 laipsnių termometro skalę, kurioje vandens virimo temperatūra normaliu atmosferos slėgiu yra 0 laipsnių, o lydymosi ledo temperatūra yra 100 laipsnių. Skalės padalijimas yra 1/100 šio skirtumo. Kai jie pradėjo naudoti termometrus, paaiškėjo, kad patogiau keisti 0 ir 100 laipsnių. Galbūt čia dalyvavo Carl Linney (jis mokė medicinos ir gamtos mokslų toje pačioje Upsalos universitete, kur Celsijaus astronomija), kuris 1838 m. Pasiūlė ledo lydymosi temperatūrą 0 temperatūroje, tačiau neatrodė, kad jis buvo antrasis atskaitos taškas. Iki šiol Celsijaus skalė šiek tiek pasikeitė: esant 0 ° C temperatūrai, vis dar daroma prielaida, kad ledo lydymosi temperatūra, kuri iš tikrųjų nepriklauso nuo slėgio. Tačiau vandens virimo temperatūra atmosferos slėgyje dabar yra 99,975 ° C, o tai neturi įtakos beveik visų termometrų matavimo tikslumui, išskyrus specialius termometrus. Fahrenheito, Kelvino, Reaumuro ir tt temperatūros skalės taip pat žinomos, o Fahrenheito temperatūros skalė (antrajame variante, priimtame nuo 1714 m.) Turi tris fiksuotus taškus: 0 ° atitinka vandens, ledo ir amoniako mišinio temperatūrą, 96 ° - sveiko žmogaus kūno temperatūrą. po ranka ar burna). Kaip etaloninė temperatūra įvairiems termometrams tikrinti, buvo išmatuota 32 ° vertė ledo lydymosi temperatūrai. Farenheito skalė yra plačiai paplitusi angliškai kalbančiose šalyse, tačiau mokslinėje literatūroje ji beveik niekada nenaudojama. Norint konvertuoti Celsijaus temperatūrą (С) į Fenrenheito temperatūrą (оF), yra formulė F = (9/5) C + 32 ir atvirkštiniam vertimui - formulė C = (5/9) (F 32). Abi svarstyklės, tiek Fahrenheito, tiek ir Celsijaus, yra labai nepatogios atliekant eksperimentus sąlygomis, kai temperatūra nukrenta žemiau vandens užšalimo taško ir yra išreikšta neigiamu skaičiumi. Tokiais atvejais buvo įvestos absoliučios temperatūros skalės, pagrįstos ekstrapoliacija į vadinamąjį absoliutųjį nulį - tašką, kuriame molekulinis judėjimas turėtų sustoti. Vienas iš jų yra Rankino skalė, kitas - absoliutus termodinaminis skalė; jų temperatūra matuojama Rankino (Rа) ir Kelvino (K) laipsniais. Abi svarstyklės prasideda absoliučiu nuliu ir vandens užšalimo temperatūra atitinka 491,7 R ir 273,16 K. Laipsnių ir kelvinų skaičius tarp vandens užšalimo taško ir virimo temperatūros Celsijaus skalėje ir absoliutus termodinaminis skalė yra vienodi ir lygūs 100; Fahrenheito ir Rankino skalėms jis taip pat yra toks pat, bet lygus 180. Celsijaus laipsniai konvertuojami į Kelviną, naudojant formulę K = C + 273,16, o Fahrenheito laipsniai konvertuojami į Rankino laipsnius, naudojant formulę R = F + 459.7. Europoje „Reaumur“ skalė buvo įdiegta ilgą laiką, pristatyta 1730 m. Rene Antoine de Reaumure. Jis nėra pastatytas savavališkai, kaip Fahrenheit skalė, bet atsižvelgiant į alkoholio šiluminę plėtrą (santykiu 1000: 1080). 1 laipsnio Reaumur yra lygus 1/80 temperatūros intervalo tarp ledo (0 ° R) ir verdančio vandens (80 ° R) lydymosi taškų, t. Y. 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R. šiuo metu nenaudojama.

Įdiegus Tarptautinę vienetų sistemą (SI), rekomenduojama naudoti dvi temperatūros skales. Pirmoji skalė yra termodinaminė, kuri nepriklauso nuo naudojamos medžiagos savybių (darbo terpės) ir yra įvedama per Carnot ciklą. Temperatūros vienetas šioje temperatūros skalėje yra vienas Kelvino (1 K) - vienas iš pagrindinių SI sistemos vienetų. Šis vienetas yra pavadintas pagal anglų fiziko Williamo Thomsono (Lordas Kelvinas), kuris sukūrė šią skalę ir išlaikė temperatūros matavimo vienetą tokį patį kaip ir Celsijaus temperatūros skalėje. Antroji rekomenduojama temperatūra yra tarptautinė. Ši skalė turi 11 atskaitos taškų - daugelio grynų medžiagų fazinio perėjimo temperatūrą ir šių temperatūros taškų vertės nuolat atnaujinamos. Temperatūros matavimo vienetas tarptautiniu mastu taip pat yra 1 K.

Dilatacijos stebėjimas: skysčiai ir bimetalai

„Gallil“ įrenginys, turintis skirtingos temperatūros prietaisą, buvo sukurtas tuo metu, kai jis rėmėsi suslėgtu oru laive, kad įrengtų vandens kolonėlę, kurios aukštis nurodo aušinimo laipsnį. Tačiau oro slėgio poveikis yra labai didelis, o šis prietaisas nebuvo didelis atradimas.

Jis užsandarino stiklo mėgintuvėlį su skysčiu ir stebėjo skysčio poslinkį jo išplėtimo metu. Vamzdžio skalė prisidėjo prie evoliucijos skaitymo, tačiau sistema neturėjo tikslių vienetų. Bendradarbiavimas tarp Romerio ir Danielio Gabrieliaus Fahrenheito. Daniel Gabriel Fahrenheit pradėjo gaminti termometrus su alkoholiu ir gyvsidabriu, kuris yra idealus, nes jis linijiniu būdu reaguoja į temperatūros pokyčius plačiame diapazone, nors jo toksiškumas riboja jo naudojimą. dabar pakeisti gyvsidabrį. Skystas termometras yra plačiai paplitęs, nors svarbu kontroliuoti kolbos gylį.

Šiuo metu pagrindinis termodinaminės skalės ir tarptautinės praktinės temperatūros skalės atskaitos taškas yra trigubas vandens taškas. Šis taškas atitinka griežtai apibrėžtas temperatūros ir slėgio vertes, kuriomis vanduo gali vienu metu egzistuoti kietose, skystose ir dujinėse būsenose. Be to, jei termodinaminės sistemos būklę lemia tik temperatūros ir slėgio vertės, tada trigubas taškas gali būti tik vienas. SI sistemoje laikoma, kad vandens trigubo taško temperatūra yra 273,16 K esant 609 Pa slėgiui.

Termometrinio jutiklio naudojimas užtikrina gerą šilumos perdavimą. Jis pagrįstas dviejų tarpusavyje sujungtų metalinių juostų diferencine plėtra. Temperatūros pokyčiai sukuria lenkimą, kuris suaktyvina termostatą arba jutiklį, panašų į prietaisus, sumontuotus dujų grotelėse.

Tikslumas yra mažas, plius arba minus 2 laipsniai, tačiau šie jutikliai yra ekonomiški ir turi daug naudos.





XIX a. Pradžioje elektros energiją sužavėjo daugelis mokslininkų, kurie greitai atrado, kad metalų atsparumas ir laidumas yra įvairūs. Peltier atrado, kad šis termoporos poveikis yra grįžtamasis ir gali būti naudojamas aušinimui.

Norint nustatyti temperatūros standarto nustatytus atskaitos taškus, būtina pasirinkti kūno termodinaminę savybę, kurią apibūdina fizinis kiekis, kurio pasikeitimas yra temperatūros pokyčio arba termometrinio ženklo požymis. Ši savybė turi būti gana lengvai atkuriama, o fizinis kiekis - lengvai matuojamas. Nustatyto fizinio kiekio matavimas leidžia gauti temperatūros taškų (ir atitinkamų temperatūros verčių), tarpinių atskaitos taškų atžvilgiu.

Tais pačiais metais Humphrey Davy parodė, kad metalo atsparumas yra susijęs su temperatūra. Šis detektorius matuoja platinos vielos ilgio elektrinį atsparumą ir yra plačiai laikomas tiksliausia priemone. XX a. Taip pat pasižymėjo puslaidininkinių temperatūros matavimo prietaisų išradimu. Jie tiksliai reaguoja į temperatūros pokyčius, tačiau iki šiol nebuvo tiesiškumo.

Samuel Langley Labai karštas ir išlydytas metalas išsklaido šilumą ir matomą šviesą. Nobili sugebėjo aptikti šią spinduliuotą energiją, sujungdama termoporas su termoelektrinio elemento formavimu. Bolometrą atrado amerikietis Samuelas Langley, bolometras yra dviejų platinos juostų išdėstymas, iš kurių vienas yra juodesnis, pagal Wheatstone tilto struktūrą. Infraraudonųjų spindulių spinduliuotė sukėlė išmatuojamą pasipriešinimo pokytį.

Temperatūros skalės Fahrenheit ir Celsijaus santykis

fahrenheito skalė Celsijaus skalė

Virimo temperatūra 212 ° 100 °

32 ° 0 ° užšalimo temperatūra

Absoliutaus nulio temperatūra -459,67 ° -273,15 °

Konvertuojant iš Fahrenheito į Celsijaus, atimkite 32 iš pradinio skaičiaus ir padauginkite iš 5/9.

Konvertuojant iš Celsijaus į Farenheitą, pradinis skaičius dauginamas iš 9/5 ir pridėtas 32.

Termometrai. Vokietijos Gabriel Daniel Fahrenheit prisidėjo prie termometrų projektavimo. 1709 m. Išrado alkoholio termometrą, o 1714 m. - gyvsidabrio termometrą. Jis suteikė jiems tą pačią formą, kuri dabar taikoma. Jo termometrų sėkmė turėtų būti ieškoma pagal naują jo įdiegtą gyvsidabrio gryninimo metodą; Be to, prieš litavimą, jis virino skystį vamzdelyje.

Galima kopijuoti skaitytojams, norintiems gilinti žinias matavimo vienetais. Fizikos dalis, tirianti šiluminius reiškinius, t. reiškiniai, kuriuose temperatūra ir šiluma yra labai svarbūs. Temperatūra Fizinis dydis, išreiškiantis sistemos šiluminę būseną ir apibūdinantis jo gebėjimą keistis šiluma su aplinka ar kitomis įstaigomis. Kai į šiluminį kontaktą įdedamos dvi sistemos, šiluma iš sistemos patenka į aukštesnę temperatūrą, nei žemiau, kol pasiekiama terminė pusiausvyra, kai abi sistemos yra toje pačioje temperatūroje. Temperatūros samprata susijusi su idėja pateikti santykinį vertinimą, kaip kūnai yra šalti ar karšti. Todėl terminai „temperatūra ir šiluma“ yra tarpusavyje susiję, tačiau nurodo skirtingas sąvokas: temperatūra yra kūno savybė, šiluma yra energijos forma, kuri teka iš vieno kūno į kitą, kad užpildytų temperatūros skirtumą. Netiesioginiai metodai, grindžiami šildymo ar aušinimo poveikiu, paprastai naudojami norint gauti temperatūros matavimus, dažniausiai naudojamas metodas yra dilatacijos matavimas Gyvsidabrio termometras matuoja gyvsidabrio tūrio pokytį į stiklo kapiliarą, kai jis liečiasi su nežinomos temperatūros kūnu. Gyvsidabrio kolonėlės pailgėjimas yra proporcingas kūno temperatūrai, jei šiluma nukrenta iki idealaus dujų, esančių inde, kurio tūris yra fiksuotas, temperatūros kilimą galima apskaičiuoti matuojant slėgio pokyčius inde. Temperatūros svarstyklės. Vieną iš pirmųjų temperatūros skalių tyrė vokiečių fizikas Gabriel Daniel Fahrenheit. Tačiau mokslinėje srityje absoliučią matematiką arba kelviną išrado britų matematikas ir fizikas William Thomson Kelvin. Atitinkamas reitingas Rankin naudojamas daugiausia kraštovaizdžiuose Puslapis 1 iš 4. Fizika - pagrindiniai faktai apie temperatūrą ir jos savybes.

Rene Antoine de Reaumur nepatvirtino gyvsidabrio naudojimo termometruose dėl mažo gyvsidabrio išplėtimo koeficiento. 1730 m. Jis pasiūlė naudoti alkoholį ir termometruose. 1731 m. Jis išrado vandens ir alkoholio termometrą. Ir kadangi Reomuras nustatė, kad jo vartojamas alkoholis, sumaišytas santykiu 5: 1 su vandeniu, plečiasi santykiu 1000: 1080, kai temperatūra pakyla nuo užšalimo iki virimo temperatūros, jis pasiūlė skalę nuo 0 iki 80 °.

Kalorimetras: laboratorinė patirtis

Fizika Išmatuokite kalorimetro vandens ekvivalentą ir išmatuokite konkrečią medžiagos šilumą. Jei ji būtų buvusi su Anderso Tselio pradine idėja apie České mokslą, dabartinė lauko temperatūra būtų šimtas laipsnių. Ir vanduo, esantis žemiau nulio, nebus šalta, bet virs.

Šimtmečio viduryje, kai jis atėjo nuo šimto iki nulio, žmogaus temperatūra kažkada buvo penktadienį - ir tai nebuvo be šuolių. Pirmieji termoskopai atsirado šimtmečio pabaigoje, o jų dizainui prisijungė keletas mokslų. Garsiausias iš jų yra astronomas Galileo Galilei, kurio versija nurodo temperatūros zondo laikotarpį. Tai buvo paprastas instrumentas: stiklo vamzdelis, uždarytas vienoje įlankos pusėje.

Mokslininkai. Anders Celsius. Anders Celsius gimė 1701 m. Lapkričio 27 d. Švedijoje. Jo interesų sritys: astronomija, bendra fizika, geofizika.

Jis mokė astronomiją Upsalos universitete, įkūrė astronominę observatoriją.

Celsijaus pirmasis matavo žvaigždžių ryškumą, nustatė ryšį tarp šiaurinių šviesų ir vibracijų Žemės magnetiniame lauke.

Meridianui matuoti jis dalyvavo 1736-1737 m. Laplandijos ekspedicijoje. Grįžęs iš poliarinių regionų, Celsijaus pradėjo aktyviai dirbti astronomijos observatorijos Uppsaloje organizavimo ir statybos srityje, o 1740 m. Tapo jos direktoriumi. Andersas Celsijaus mirė 1744 m. Kovo 25 d.

Mineralinis pavadinimas, pavadintas „Celsins“, pavadintas jo vardu - natūra bario lauko špatas.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) - vokiečių fizikas. Gimė 1686 m. Gegužės 24 d. Danzige (dabar Gdanske, Lenkijoje). Jis studijavo fiziką Vokietijoje, Olandijoje ir Anglijoje. Beveik visą gyvenimą jis gyveno Olandijoje, kur jis užsiėmė tikslių meteorologinių instrumentų gamyba. 1714 m. Jis pagamino gyvsidabrio termometrą, naudodamas naują gyvsidabrio valymo metodą. Gyvsidabrio termometre Fahrenheit pastatė skalę su trimis atskaitos taškais: 0 ° atitiko vandens - ledo - amoniako mišinio temperatūrą, 96 ° į sveiką žmogų kūno temperatūrą, ir 32 ° ledo lydymosi temperatūrai buvo laikoma etalonine temperatūra. Gryno vandens virimo temperatūra Fahrenheito skalėje buvo 212 °. „Fahrenheit“ skalė naudojama daugelyje angliškai kalbančių šalių, nors ji palaipsniui pereina į Celsijaus skalę. Be termometrų gamybos, „Fahrenheit“ užsiima barometrų ir higrometrų tobulinimu. Jis taip pat ištyrė skysčio virimo temperatūros pokyčio priklausomybę nuo atmosferos slėgio ir jo druskos kiekio, atrado vandens peršalimo reiškinį ir sudarė kūnų specifinės gravitacijos lenteles. Farenheitas mirė Hagoje 1736 m. Rugsėjo 16 d.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) gimė 1683 m. Vasario 28 d. La Rochelle, prancūzų gamtininkas, užsienio garbės narys Sankt Peterburgo mokslų akademijoje (1737). Vabzdžių kolonijų regeneravimo, fiziologijos, biologijos darbai. Jis pasiūlė temperatūros skalę, pavadintą jo vardu. Jis tobulino kai kuriuos plieno gamybos būdus, jis, vienas iš pirmųjų, bandė moksliškai pagrįsti kai kuriuos liejimo procesus, rašė darbą „Geležies transformavimo į plieną menas“. Jis padarė vertingą išvadą, geležies, plieno, ketaus, skiriasi kai kurių priemaišų kiekiu ir pridedant šį geležies mišinį, cementuojant arba sujungiant su geležimi Reomur, gautą plieno. 1814 m. K. Karetenas įrodė, kad anglis yra priemaiša.

Reaumuras davė matinio stiklo gamybos būdą.

Šiandien atmintis jungia savo vardą tik su ilgaamžės temperatūros skalės išradimu. Iš tikrųjų, Rene Antoine Ferschant de Reaumure, gyvenusi 1683–1757 m., Daugiausia Paryžiuje, buvo vienas iš tų mokslininkų, kurių universalumą mūsų laikais - siauros specializacijos metu - sunku įsivaizduoti. Reaumur tuo pačiu metu buvo technikas, fizikas ir gamtininkas. Jis įgijo didelę reputaciją už Prancūziją kaip entomologą. Per paskutinius savo gyvenimo metus Reaumuras priėjo prie idėjos, kad paslaptingos transformuojančios galios paieška turėtų būti vykdoma tose vietose, kur jos pasireiškimas yra akivaizdžiausias - kai maistas transformuojamas organizme, t.y. su savo asimiliacija.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), Škotijos inžinierius ir fizikas, vienas iš techninės termodinamikos kūrėjų. Jis pasiūlė teorinį garo variklio ciklą (Rankino ciklas), temperatūros skalę (Rankin skalę), kurios nulis sutampa su nulinės termodinaminės temperatūros ir 1 laipsnio R. laipsniu (° R) yra 5/9 K (skalė nėra plačiai paplitusi).

      © 2019 asm59.ru
  Nėštumas ir gimdymas. Namai ir šeima. Laisvalaikis ir poilsis