Historia termometru. Raport: Skale temperatury i termometry

TREŚĆ:   RAPORT FIZYCZNY NA TEMAT: WARTOŚCI TEMPERATURY, TERMOMETERÓW I ICH WYNALAZNIKÓW Skale temperatur. Istnieje kilka stopniowanych skal temperaturowych, a punktami odniesienia są zazwyczaj punkty zamarzania i wrzenia wody. Teraz najbardziej powszechną na świecie jest skala Celsjusza. W 1742 r. Szwedzki astronom Anders Celsius zaproponował 100-stopniową skalę termometru, w której temperaturę wrzenia wody przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym przyjmuje się jako 0 stopni, a topnienie lodu wynosi 100 stopni.

Scale Reumura, dziś prawie opuszczony. Aby pomiar był niezależny od śladów termometru, takich jak temperatura wrzenia lub woda zamarzająca, William Thomson zaproponował koncepcję temperatury absolutnej. Jest to absolutne zero, wirtualny limit, który teraz znamy bardzo dokładnie.

W punkcie zerowym cząstki tworzące materię znajdowałyby się w stanie całkowitego spoczynku. W tym przypadku metoda mokrego palca działającego w powietrzu zachowuje popychaczy. Chociaż odczucia ciepła i zimna są integralną częścią ludzkiego doświadczenia, wiele umysłów naukowych zajmuje się dokładnymi pomiarami temperatury i nie jest jasne, czy starożytni Grecy lub Chińczycy mieli metodę pomiaru temperatury, ale właśnie to historia czujników temperatury zaczyna pisać w renesansie.

RAPORT FIZYCZNY

WARTOŚCI TEMPERATURY, TERMOMETRY

I ICH WYPOWIEDNIKI

Skale temperaturowe. Istnieje kilka stopniowanych skal temperaturowych, a punktami odniesienia są zazwyczaj punkty zamarzania i wrzenia wody. Teraz najbardziej powszechną na świecie jest skala Celsjusza. W 1742 r. Szwedzki astronom Anders Celsius zaproponował 100-stopniową skalę termometru, w której temperaturę wrzenia wody przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym przyjmuje się jako 0 stopni, a topnienie lodu wynosi 100 stopni. Podziałka skali to 1/100 tej różnicy. Kiedy zaczęli używać termometrów, okazało się, że wygodniej jest zamieniać je na 0 i 100 stopni. Być może w tym uczestniczył Carl Linney (uczył medycyny i nauk przyrodniczych na tym samym Uniwersytecie w Uppsali, gdzie Celsjusz jest astronomią), który w 1838 r. Zaproponował, by temperatura topnienia lodu była równa 0, ale nie wydawało się, że pomyślał o drugim punkcie odniesienia. Do tej pory skala Celsjusza zmieniła się nieco: temperatura topnienia lodu przy normalnym ciśnieniu, która nie jest bardzo zależna od ciśnienia, nadal przyjmuje się na poziomie 0 ° C. Ale temperatura wrzenia wody pod ciśnieniem atmosferycznym wynosi obecnie 99,975 ° C, co nie wpływa na dokładność pomiaru prawie wszystkich termometrów, z wyjątkiem specjalnych precyzyjnych termometrów. Znane są również skale temperatury Fahrenheita, Kelvina, Reaumura i innych. Skala temperatury Fahrenheita (w drugim wariancie przyjętym od 1714 r.) Ma trzy stałe punkty: 0 ° odpowiada temperaturze mieszaniny wody, lodu i amoniaku, 96 ° - temperatura ciała zdrowej osoby ( pod pachą lub ustami). Jako temperaturę odniesienia dla weryfikacji różnych termometrów przyjęto wartość 32 ° dla temperatury topnienia lodu. Skala Fahrenheita jest szeroko rozpowszechniona w krajach anglojęzycznych, ale prawie nigdy nie jest używana w literaturze naukowej. W celu konwersji temperatury Celsjusza (С) na temperaturę Fahrenheita (температурыF), istnieje wzór F = (9/5) C + 32, a dla odwrotnego tłumaczenia - wzór C = (5/9) (F 32). Obie skale, zarówno Fahrenheita, jak i Celsjusza, są bardzo niewygodne podczas przeprowadzania eksperymentów w warunkach, w których temperatura spada poniżej punktu zamarzania wody i jest wyrażona liczbą ujemną. W takich przypadkach wprowadzono skale temperatury absolutnej, które opierają się na ekstrapolacji do tak zwanego zera absolutnego - punktu, w którym ruch molekularny powinien się zatrzymać. Jedna z nich nazywa się skalą Rankine'a, a druga to bezwzględna skala termodynamiczna; temperatury są mierzone w stopniach Rankin (Rа) i Kelvin (K). Obie skale zaczynają się od absolutnej temperatury zerowej, a temperatura zamarzania wody odpowiada 491,7 R i 273,16 K. Liczba stopni i kelwinów między temperaturą krzepnięcia a temperaturą wrzenia wody w skali Celsjusza i bezwzględnej skali termodynamicznej jest taka sama i równa 100; dla skali Fahrenheita i Rankina jest również taka sama, ale wynosi 180. Stopnie Celsjusza są konwertowane do Kelvina za pomocą wzoru K = C + 273,16, a stopnie Fahrenheita są przeliczane na stopnie Rankin za pomocą wzoru R = F + 459,7. W Europie skala Reaumura, wprowadzona w 1730 roku przez Rene Antoine de Reaumure, była dystrybuowana przez długi czas. Nie jest on zbudowany arbitralnie, tak jak w skali Fahrenheita, ale zgodnie z rozszerzalnością cieplną alkoholu (w stosunku 1000: 1080). 1 stopień Reaumura jest równy 1/80 temperatury między temperaturami topnienia lodu (0 ° R) i wrzącej wody (80 ° R), tj. 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R., ale obecnie nieużywany.

Po co wykonywać pomiary?

Ciepło jest miarą energii w ciele lub materiale, im wyższa energia, tym więcej ciepła. Jednak w przeciwieństwie do fizycznych właściwości masy i długości, trudno je zmierzyć. Większość metod pośrednich polegała na obserwowaniu wpływu ciepła na obiekt i uzyskiwaniu temperatury.

W tym samym czasie Ole Römer zdefiniował dwa stałe punkty, a następnie interpolację między tymi dwoma punktami, wybrane punkty to punkt zamarzania Hooke'a i punkt wrzenia wody. Ta zagadka została rozwiązana przez naukowców, w tym Gay-Lussaca, który pracował nad prawami gazu.

Po wprowadzeniu Międzynarodowego Systemu Jednostek (SI) zaleca się stosowanie dwóch skal temperaturowych. Pierwsza skala jest termodynamiczna, która nie zależy od właściwości użytej substancji (czynnika roboczego) i jest wprowadzana w cyklu Carnota. Jednostką temperatury w tej skali temperaturowej jest jedna kelwin (1 K) - jedna z podstawowych jednostek w układzie SI. Ta jednostka nosi imię angielskiego fizyka, Williama Thomsona (Lorda Kelvina), który opracował tę skalę i utrzymywał jednostkę pomiaru temperatury taką samą jak w skali temperatury Celsjusza. Druga zalecana skala temperatury jest międzynarodową praktyczną. Ta skala ma 11 punktów referencyjnych - temperatury przejścia fazowego szeregu czystych substancji, a wartości tych punktów temperaturowych są stale ulepszane. Jednostką pomiaru temperatury w międzynarodowej skali praktycznej jest także 1 K.

Obserwacja dylatacji: ciecze i bimetale

Konstrukcja urządzenia Gallila o zmiennej temperaturze pochodzi z czasów, kiedy polegał on na sprężaniu powietrza w naczyniu, aby zainstalować kolumnę wody, której wysokość wskazuje stopień schłodzenia. Jednak wpływ ciśnienia powietrza jest bardzo duży, a to urządzenie nie było dużym odkryciem.

Zamknął szklaną rurkę zawierającą ciecz i obserwował przemieszczenie cieczy podczas jej rozszerzania. Skala na rurze przyczyniła się do odczytu ewolucji, ale system nie miał dokładnych jednostek. Współpraca między Romerem i Danielem Gabrielem Fahrenheitem. Daniel Gabriel Fahrenheit zaczął produkować termometry z alkoholem i rtęcią, co jest idealne, ponieważ reaguje liniowo na zmiany temperatury w szerokim zakresie, chociaż jego toksyczność ogranicza jego zastosowanie. teraz zamieńcie rtęć. Ciekły termometr jest szeroko rozpowszechniony, chociaż ważne jest kontrolowanie głębokości kolby.

Obecnie głównym punktem odniesienia zarówno skali termodynamicznej, jak i międzynarodowej skali temperatury praktycznej jest potrójny punkt wody. Punkt ten odpowiada ściśle określonym wartościom temperatury i ciśnienia, przy których woda może jednocześnie istnieć w stanie stałym, ciekłym i gazowym. Ponadto, jeśli stan układu termodynamicznego jest określony tylko przez wartości temperatury i ciśnienia, wówczas punkt potrójny może być tylko jeden. W układzie SI przyjmuje się, że temperatura potrójnego punktu wody wynosi 273,16 K przy ciśnieniu 609 Pa.

Użycie czujnika termometrycznego zapewnia dobre przenoszenie ciepła. Opiera się na różnicowej ekspansji dwóch wzajemnie połączonych metalowych pasków. Zmiany temperatury tworzą zagięcie, które aktywuje termostat lub czujnik, podobnie jak urządzenia zainstalowane na grillu gazowym.

Dokładność jest niska, plus minus 2 stopnie, ale te czujniki są ekonomiczne i mają wiele zastosowań.





Na początku XIX wieku elektryczność była fascynowana przez wielu badaczy, którzy szybko odkryli, że opór i przewodnictwo metali są zmienne. Peltier odkrył, że ten efekt termopary jest odwracalny i można go wykorzystać do chłodzenia.

Oprócz wyznaczania punktów odniesienia określonych przez wzorzec temperatury, należy wybrać właściwość termodynamiczną ciała, która jest opisana wielkością fizyczną, której zmiana jest oznaką zmiany temperatury lub znaku termometrycznego. Właściwość ta powinna być dość łatwo powtarzalna, a wielkość fizyczna - łatwo mierzona. Pomiar określonej ilości fizycznej pozwala uzyskać zestaw punktów temperaturowych (i odpowiadających im wartości temperatur), pośrednich względem punktów referencyjnych.

W tym samym roku Humphry Davy wykazał, że rezystancja metalu jest związana z temperaturą. Detektor mierzy oporność elektryczną długości drutu platynowego i jest powszechnie uważany za najdokładniejszy przyrząd. Wiek XX oznaczał również wynalezienie półprzewodnikowych urządzeń do pomiaru temperatury. Dokładnie reagują na zmiany temperatury, ale do niedawna nie miały liniowości.

Samuel Langley Bardzo gorące i roztopione metale rozpraszają ciepło i światło widzialne. Nobili był w stanie wykryć tę promieniowaną energię, łącząc termopary szeregowo z utworzeniem komórki termoelektrycznej. Bolometr został odkryty przez amerykańskiego Samuela Langleya, bolometr jest układem dwóch platynowych pasm, z których jedna stała się czarna, zgodnie ze strukturą mostka Wheatstone'a. Promieniowanie podczerwone doprowadziło do mierzalnej zmiany rezystancji.

Stosunek skali temperatury Fahrenheita i Celsjusza

skala Fahrenheita w skali Celsjusza

Temperatura wrzenia 212 ° 100 °

32 ° 0 ° temperatura krzepnięcia

Temperatura absolutnego zera -459,67 ° -273,15 °

Przy konwersji z Fahrenheita na stopnie Celsjusza odejmij 32 od pierwotnej liczby i pomnóż przez 5/9.

Podczas konwersji ze stopni Celsjusza na Fahrenheita, pierwotna liczba jest mnożona przez 9/5 i dodaje 32.

Natomiast detektory fotonów stworzone w 1940 roku reagują tylko na promieniowanie podczerwone o ograniczonej długości fali. Detektory siarczków ołowiu są wrażliwe na fale o długości do 3 mikronów. Lord Kelvin Fahrenheit czuł potrzebę opracowania skali temperaturowej, kiedy robił termometry.

Ćwierć wieku później Anders Celsius zaproponował skalę od 0 do 100, która nosi jego imię. Zauważając zalety stałego punktu na jednym końcu skali, William Thomson, znany później jako Lord Kevin, zasugerował użycie zerowego abs jako punktu wyjścia systemu Celsjusza. Tak wykorzystano skalę Kelvina na polu naukowym.

Termometry. Niemiecki Gabriel Daniel Fahrenheit w decydujący sposób przyczynił się do opracowania projektu termometrów. W 1709 r. Wynalazł termometr alkoholowy, aw 1714 r. - termometr rtęciowy. Dał im tę samą formę, która obowiązuje teraz. Sukces jego termometrów należy szukać w nowej metodzie oczyszczania wprowadzanej przez niego rtęci; Ponadto, przed lutowaniem, gotował płyn w tubie.

Kopia jest dostępna dla czytelników, którzy chcą pogłębić swoją wiedzę w jednostkach miar. Część fizyki badająca zjawiska termiczne, tj. zjawiska, w których temperatura i ciepło są krytyczne. Temperatura Fizyczna wielkość, która wyraża stan cieplny systemu i opisuje jego zdolność do wymiany ciepła ze środowiskiem lub innymi ciałami. Kiedy dwa systemy są umieszczone w kontakcie termicznym, ciepło przepływa z układu do wyższej temperatury niż temperatura poniżej, aż do osiągnięcia równowagi termicznej, gdzie oba systemy mają tę samą temperaturę. Pojęcie temperatury jest związane z ideą zapewnienia względnej oceny tego, jak ciała są zimne lub gorące w dotyku. Dlatego terminy temperatura i ciepło są skorelowane, ale odnoszą się do różnych pojęć: temperatura jest właściwością ciała, ciepło jest formą energii, która przepływa z jednego ciała do drugiego, aby wypełnić różnicę temperatur. Pośrednie metody oparte na efektach ogrzewania lub chłodzenia są powszechnie stosowane do uzyskania pomiarów temperatury, najczęściej stosowaną metodą jest pomiar dylatacyjny Termometr rtęciowy mierzy zmianę objętości rtęci umieszczonej w szklanej kapilarze, gdy jest kontaktowany z ciałem o nieznanej temperaturze. Wydłużenie kolumny rtęciowej jest proporcjonalne do temperatury ciała, a jeśli ciepło spadnie do idealnego gazu zawartego w naczyniu o stałej objętości, wzrost temperatury można obliczyć, mierząc zmianę ciśnienia w naczyniu. Skale temperaturowe. Jedna z pierwszych skali temperatur została zbadana przez niemieckiego fizyka Gabriela Daniela Fahrenheita. Jednak w dziedzinie naukowej bezwzględną skalę lub Kelvin wymyślił brytyjski matematyk i fizyk William Thomson Kelvin. Odpowiednia ranga rangi używana jest głównie w krajobrazach Strona 1 z 4. Fizyka - podstawowe fakty dotyczące temperatury i jej właściwości.

Rene Antoine de Reaumur nie akceptował stosowania rtęci w termometrach ze względu na niski współczynnik ekspansji rtęci. W 1730 r. Zaproponował również użycie alkoholu w termometrach. W 1731 r. Wynalazł termometr do wody i alkoholu. A odkąd Reomur stwierdził, że alkohol, którym się posługuje, zmieszany w stosunku 5: 1 z wodą, rozszerza się w stosunku 1000: 1080, gdy temperatura zmienia się od zamrożenia do temperatury wrzenia wody, zasugerował skalę od 0 do 80 °.

Kalorymetr: doświadczenie laboratoryjne

Fizyka Zmierzyć równoważnik wody kalorymetru i zmierzyć ciepło właściwe substancji. Gdyby pozostało z oryginalnym pomysłem Andersa Tselisa na temat nauki w České, obecna temperatura na zewnątrz wyniesie sto stopni. Woda poniżej zera nie będzie zimna, ale będzie gotować.

W połowie wieku, kiedy przyszło od stu do zera, temperatura osoby była jakoś w ten piątek - i to nie było bez skoków. Pierwsze termosy pojawiły się pod koniec wieku, a do ich konstrukcji dołączyły liczne nauki. Najbardziej znanym z nich jest astronom Galileo Galilei, którego wersja odnosi się do okresu sondy temperatury. To był prosty instrument: szklana rurka zamknięta po jednej stronie zatoki.

Naukowcy. Anders Celsius. Anders Celsius urodził się 27 listopada 1701 roku w Szwecji. Jego zainteresowania: astronomia, fizyka ogólna, geofizyka.

Uczył astronomii na Uniwersytecie w Uppsali, założył tam obserwatorium astronomiczne.

Najpierw Celsjusz zmierzył jasność gwiazd, ustalił związek między zorzą polarną a wibracjami w ziemskim polu magnetycznym.

Rura została wprowadzona do wody i, w zależności od temperatury otoczenia, woda spadła lub wzrosła. Wykorzystano miejsce na wodę, a także wino. Jednak taka zbrodnia cierpi na zaburzenia ciśnienia atmosferycznego. Jednak termoskopy pomijały pojedynczą skalę, która mogła odczytać, jak było ciepło lub zimno. W pewnym momencie było piętnaście różnych skal. Tylko dwie skale cezu i Fahrenheita napotkały rozproszenie.

I niemiecki fizyk Daniel Gabriel Fahrenheit zbudował pierwszy nowoczesny termometr. Ten sam Fahrenheit w ciągu następnych piętnastu lat przyszedł ze standardową skalą, gdzie setki nie wskazywały temperatury wrzenia wody, ale naturalną temperaturę ciała. Buty punktowe miały 32 i 212 stopnie. Obecnie jego skala jest wyposażona w termometry w zaledwie kilku częściach świata, w większości krajów pokazuje temperatury w stopniach Celsjusza.

Brał udział w wyprawie Laponii w latach 1736-1737, aby zmierzyć południk. Po powrocie z regionów polarnych, Celsjusz rozpoczął aktywną pracę nad organizacją i budową obserwatorium astronomicznego w Uppsali, aw 1740 został jego dyrektorem. Anders Celsius zmarł 25 marca 1744.

Nazwano po nim minerał o nazwie Celsins - rodzaj skalenia baru.

Termometry to urządzenia do pomiaru temperatury otoczenia lub określonych obiektów. Można je podzielić według zasady pracy. W termometrach gazowych skurcz temperatury i temperatury jest gazem, a jego zmiany są mierzone. parametry, na przykład głośność. Termometry parowe wykorzystują zależność ciśnienia pary od jej temperatury, które są często stosowane w termostatach samochodowych. Termometr rezystancyjny opiera się na zależności rezystancji elektrycznej od temperatury przewodnika, gdzie platyna i termoelementy są czujnikami temperatury opartymi na zjawisku Seebecka, tj. obecność siły elektromotorycznej ze względu na zmiany temperatury na granicy dwóch różnych metali. Są bardzo dokładne i niezawodne. Są wykorzystywane w inżynierii i nauce. Termometry magnetyczne stosują ścisłą zależność między podatnością magnetyczną niektórych substancji a ich temperaturą. Są one bardzo przydatne w niektórych obszarach technologii, ponieważ umożliwiają także pomiar zero zer zer Kelvina.

  • Termometry płynne - wykorzystujące zjawisko rozszerzalności cieplnej cieczy.
  • Typowymi przykładami są termometry rtęciowe i alkoholowe.
Pod względem użytkowania czujniki temperatury są dalej podzielone.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) - niemiecki fizyk. Urodzony 24 maja 1686 w Gdańsku (obecnie Gdańsk, Polska). Studiował fizykę w Niemczech, Holandii i Anglii. Prawie przez całe życie mieszkał w Holandii, gdzie zajmował się wytwarzaniem dokładnych instrumentów meteorologicznych. W 1709 r. Zrobił alkohol, w 1714 r. - termometr rtęciowy, stosując nową metodę oczyszczania rtęci. W przypadku termometru rtęciowego, Fahrenheit zbudował skalę z trzema punktami odniesienia: 0 ° odpowiadało temperaturze mieszaniny woda - lód - amoniak, 96 ° do temperatury ciała osoby zdrowej, a temperaturę odniesienia dla temperatury topnienia lodu przyjęto jako 32 °. Temperatura wrzenia czystej wody w skali Fahrenheita wynosiła 212 °. Skala Fahrenheita jest używana w wielu krajach anglojęzycznych, chociaż stopniowo ustępuje ona skali Celsjusza. Oprócz produkcji termometrów, Fahrenheit zajmował się ulepszaniem barometrów i higrometrów. Zbadał również zależność zmiany temperatury wrzenia cieczy od ciśnienia atmosferycznego i zawartości soli w niej, odkrył zjawisko przechłodzenia wody i zestawił tablice o specyficznej grawitacji ciał. Fahrenheit zmarł w Hadze 16 września 1736 r.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) urodził się 28 lutego 1683 r. W La Rochelle, francuskim przyrodniku, zagranicznym honorowym członkiem Petersburskiej Akademii Nauk (1737). Zajmuje się regeneracją, fizjologią, biologią kolonii owadów. Zaproponował skalę temperatury, nazwaną jego imieniem. Udoskonalił niektóre metody przygotowania stali, jedną z pierwszych prób było naukowo udowodnić niektóre procesy odlewania, napisał dzieło Sztuka przekształcania żelaza w stal. Doszedł do cennego wniosku: żelazo, stal, żeliwo, różnią się ilością nieczystości i dodając tę ​​domieszkę do żelaza, przez cementowanie lub stapianie żelaza Reomur otrzymał stal. W 1814 roku K. Careten udowodnił, że węgiel jest zanieczyszczeniem.

Reaumur podał metodę wytwarzania matowego szkła.

Dziś pamięć łączy jego imię tylko z wynalezieniem długo używanej skali temperatury. W rzeczywistości Rene Antoine Ferschant de Reaumure, który żył w latach 1683-1757, głównie w Paryżu, należał do tych naukowców, których powszechność w naszych czasach - czas wąskiej specjalizacji - jest trudna do wyobrażenia. Reaumur był jednocześnie technikiem, fizykiem i przyrodnikiem. Zyskał wielką sławę poza Francją jako entomolog. W ostatnich latach swojego życia Reaumur doszedł do wniosku, że poszukiwanie tajemniczej mocy transformacji powinno być prowadzone w miejscach, w których jej przejawienie jest najbardziej oczywiste - podczas przekształcania żywności w ciele, tj. z jej asymilacją.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), szkocki inżynier i fizyk, jeden z twórców termodynamiki technicznej. Zaproponował teoretyczny cykl silnika parowego (cykl Rankina), skalę temperatury (skala Rankina), której zero pokrywa się z zerową temperaturą termodynamiczną, a w rozmiarze 1 stopień R. (° R) wynosi 5/9 K (skala nie jest rozpowszechniona).

RAPORT FIZYCZNY

WARTOŚCI TEMPERATURY, TERMOMETRY

I ICH WYPOWIEDNIKI

Skale temperaturowe. Istnieje kilka stopniowanych skal temperaturowych, a punktami odniesienia są zazwyczaj punkty zamarzania i wrzenia wody. Teraz najbardziej powszechną na świecie jest skala Celsjusza. W 1742 r. Szwedzki astronom Anders Celsius zaproponował 100-stopniową skalę termometru, w której temperaturę wrzenia wody przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym przyjmuje się jako 0 stopni, a topnienie lodu wynosi 100 stopni. Podziałka skali to 1/100 tej różnicy. Kiedy zaczęli używać termometrów, okazało się, że wygodniej jest zamieniać je na 0 i 100 stopni. Być może w tym uczestniczył Carl Linney (uczył medycyny i nauk przyrodniczych na tym samym Uniwersytecie w Uppsali, gdzie Celsjusz jest astronomią), który w 1838 r. Zaproponował, by temperatura topnienia lodu była równa 0, ale nie wydawało się, że pomyślał o drugim punkcie odniesienia. Do tej pory skala Celsjusza zmieniła się nieco: temperatura topnienia lodu przy normalnym ciśnieniu, która nie jest bardzo zależna od ciśnienia, nadal przyjmuje się na poziomie 0 ° C. Ale temperatura wrzenia wody pod ciśnieniem atmosferycznym wynosi obecnie 99,975 ° C, co nie wpływa na dokładność pomiaru prawie wszystkich termometrów, z wyjątkiem specjalnych precyzyjnych termometrów. Znane są również skale temperatury Fahrenheita, Kelvina, Reaumura i innych. Skala temperatury Fahrenheita (w drugim wariancie przyjętym od 1714 r.) Ma trzy stałe punkty: 0 ° odpowiada temperaturze mieszaniny wody, lodu i amoniaku, 96 ° - temperatura ciała zdrowej osoby ( pod pachą lub ustami). Jako temperaturę odniesienia dla weryfikacji różnych termometrów przyjęto wartość 32 ° dla temperatury topnienia lodu. Skala Fahrenheita jest szeroko rozpowszechniona w krajach anglojęzycznych, ale prawie nigdy nie jest używana w literaturze naukowej. W celu konwersji temperatury Celsjusza (С) na temperaturę Fahrenheita (температурыF), istnieje wzór F = (9/5) C + 32, a dla odwrotnego tłumaczenia - wzór C = (5/9) (F 32). Obie skale, zarówno Fahrenheita, jak i Celsjusza, są bardzo niewygodne podczas przeprowadzania eksperymentów w warunkach, w których temperatura spada poniżej punktu zamarzania wody i jest wyrażona liczbą ujemną. W takich przypadkach wprowadzono skale temperatury absolutnej, które opierają się na ekstrapolacji do tak zwanego zera absolutnego - punktu, w którym ruch molekularny powinien się zatrzymać. Jedna z nich nazywa się skalą Rankine'a, a druga to bezwzględna skala termodynamiczna; temperatury są mierzone w stopniach Rankin (Rа) i Kelvin (K). Obie skale zaczynają się od absolutnej temperatury zerowej, a temperatura zamarzania wody odpowiada 491,7 R i 273,16 K. Liczba stopni i kelwinów między temperaturą krzepnięcia a temperaturą wrzenia wody w skali Celsjusza i bezwzględnej skali termodynamicznej jest taka sama i równa 100; dla skali Fahrenheita i Rankina jest również taka sama, ale wynosi 180. Stopnie Celsjusza są konwertowane do Kelvina za pomocą wzoru K = C + 273,16, a stopnie Fahrenheita są przeliczane na stopnie Rankin za pomocą wzoru R = F + 459,7. W Europie skala Reaumura, wprowadzona w 1730 roku przez Rene Antoine de Reaumure, była dystrybuowana przez długi czas. Nie jest on zbudowany arbitralnie, tak jak w skali Fahrenheita, ale zgodnie z rozszerzalnością cieplną alkoholu (w stosunku 1000: 1080). 1 stopień Reaumura jest równy 1/80 temperatury między temperaturami topnienia lodu (0 ° R) i wrzącej wody (80 ° R), tj. 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R., ale obecnie nieużywany.

Po wprowadzeniu Międzynarodowego Systemu Jednostek (SI) zaleca się stosowanie dwóch skal temperaturowych. Pierwsza skala jest termodynamiczna, która nie zależy od właściwości użytej substancji (czynnika roboczego) i jest wprowadzana w cyklu Carnota. Jednostką temperatury w tej skali temperaturowej jest jedna kelwin (1 K) - jedna z podstawowych jednostek w układzie SI. Ta jednostka nosi imię angielskiego fizyka, Williama Thomsona (Lorda Kelvina), który opracował tę skalę i utrzymywał jednostkę pomiaru temperatury taką samą jak w skali temperatury Celsjusza. Druga zalecana skala temperatury jest międzynarodową praktyczną. Ta skala ma 11 punktów referencyjnych - temperatury przejścia fazowego szeregu czystych substancji, a wartości tych punktów temperaturowych są stale ulepszane. Jednostką pomiaru temperatury w międzynarodowej skali praktycznej jest także 1 K.

Obserwacja dylatacji: ciecze i bimetale

Konstrukcja urządzenia Gallila o zmiennej temperaturze pochodzi z czasów, kiedy polegał on na sprężaniu powietrza w naczyniu, aby zainstalować kolumnę wody, której wysokość wskazuje stopień schłodzenia. Jednak wpływ ciśnienia powietrza jest bardzo duży, a to urządzenie nie było dużym odkryciem.

Zamknął szklaną rurkę zawierającą ciecz i obserwował przemieszczenie cieczy podczas jej rozszerzania. Skala na rurze przyczyniła się do odczytu ewolucji, ale system nie miał dokładnych jednostek. Współpraca między Romerem i Danielem Gabrielem Fahrenheitem. Daniel Gabriel Fahrenheit zaczął produkować termometry z alkoholem i rtęcią, co jest idealne, ponieważ reaguje liniowo na zmiany temperatury w szerokim zakresie, chociaż jego toksyczność ogranicza jego zastosowanie. teraz zamieńcie rtęć. Ciekły termometr jest szeroko rozpowszechniony, chociaż ważne jest kontrolowanie głębokości kolby.

Obecnie głównym punktem odniesienia zarówno skali termodynamicznej, jak i międzynarodowej skali temperatury praktycznej jest potrójny punkt wody. Punkt ten odpowiada ściśle określonym wartościom temperatury i ciśnienia, przy których woda może jednocześnie istnieć w stanie stałym, ciekłym i gazowym. Ponadto, jeśli stan układu termodynamicznego jest określony tylko przez wartości temperatury i ciśnienia, wówczas punkt potrójny może być tylko jeden. W układzie SI przyjmuje się, że temperatura potrójnego punktu wody wynosi 273,16 K przy ciśnieniu 609 Pa.

Użycie czujnika termometrycznego zapewnia dobre przenoszenie ciepła. Opiera się na różnicowej ekspansji dwóch wzajemnie połączonych metalowych pasków. Zmiany temperatury tworzą zagięcie, które aktywuje termostat lub czujnik, podobnie jak urządzenia zainstalowane na grillu gazowym.

Dokładność jest niska, plus minus 2 stopnie, ale te czujniki są ekonomiczne i mają wiele zastosowań.





Na początku XIX wieku elektryczność była fascynowana przez wielu badaczy, którzy szybko odkryli, że opór i przewodnictwo metali są zmienne. Peltier odkrył, że ten efekt termopary jest odwracalny i można go wykorzystać do chłodzenia.

Oprócz wyznaczania punktów odniesienia określonych przez wzorzec temperatury, należy wybrać właściwość termodynamiczną ciała, która jest opisana wielkością fizyczną, której zmiana jest oznaką zmiany temperatury lub znaku termometrycznego. Właściwość ta powinna być dość łatwo powtarzalna, a wielkość fizyczna - łatwo mierzona. Pomiar określonej ilości fizycznej pozwala uzyskać zestaw punktów temperaturowych (i odpowiadających im wartości temperatur), pośrednich względem punktów referencyjnych.

W tym samym roku Humphry Davy wykazał, że rezystancja metalu jest związana z temperaturą. Detektor mierzy oporność elektryczną długości drutu platynowego i jest powszechnie uważany za najdokładniejszy przyrząd. Wiek XX oznaczał również wynalezienie półprzewodnikowych urządzeń do pomiaru temperatury. Dokładnie reagują na zmiany temperatury, ale do niedawna nie miały liniowości.

Samuel Langley Bardzo gorące i roztopione metale rozpraszają ciepło i światło widzialne. Nobili był w stanie wykryć tę promieniowaną energię, łącząc termopary szeregowo z utworzeniem komórki termoelektrycznej. Bolometr został odkryty przez amerykańskiego Samuela Langleya, bolometr jest układem dwóch platynowych pasm, z których jedna stała się czarna, zgodnie ze strukturą mostka Wheatstone'a. Promieniowanie podczerwone doprowadziło do mierzalnej zmiany rezystancji.

Stosunek skali temperatury Fahrenheita i Celsjusza

skala Fahrenheita w skali Celsjusza

Temperatura wrzenia 212 ° 100 °

32 ° 0 ° temperatura krzepnięcia

Temperatura absolutnego zera -459,67 ° -273,15 °

Przy konwersji z Fahrenheita na stopnie Celsjusza odejmij 32 od pierwotnej liczby i pomnóż przez 5/9.

Podczas konwersji ze stopni Celsjusza na Fahrenheita, pierwotna liczba jest mnożona przez 9/5 i dodaje 32.

Termometry. Niemiecki Gabriel Daniel Fahrenheit w decydujący sposób przyczynił się do opracowania projektu termometrów. W 1709 r. Wynalazł termometr alkoholowy, aw 1714 r. - termometr rtęciowy. Dał im tę samą formę, która obowiązuje teraz. Sukces jego termometrów należy szukać w nowej metodzie oczyszczania wprowadzanej przez niego rtęci; Ponadto, przed lutowaniem, gotował płyn w tubie.

Kopia jest dostępna dla czytelników, którzy chcą pogłębić swoją wiedzę w jednostkach miar. Część fizyki badająca zjawiska termiczne, tj. zjawiska, w których temperatura i ciepło są krytyczne. Temperatura Fizyczna wielkość, która wyraża stan cieplny systemu i opisuje jego zdolność do wymiany ciepła ze środowiskiem lub innymi ciałami. Kiedy dwa systemy są umieszczone w kontakcie termicznym, ciepło przepływa z układu do wyższej temperatury niż temperatura poniżej, aż do osiągnięcia równowagi termicznej, gdzie oba systemy mają tę samą temperaturę. Pojęcie temperatury jest związane z ideą zapewnienia względnej oceny tego, jak ciała są zimne lub gorące w dotyku. Dlatego terminy temperatura i ciepło są skorelowane, ale odnoszą się do różnych pojęć: temperatura jest właściwością ciała, ciepło jest formą energii, która przepływa z jednego ciała do drugiego, aby wypełnić różnicę temperatur. Pośrednie metody oparte na efektach ogrzewania lub chłodzenia są powszechnie stosowane do uzyskania pomiarów temperatury, najczęściej stosowaną metodą jest pomiar dylatacyjny Termometr rtęciowy mierzy zmianę objętości rtęci umieszczonej w szklanej kapilarze, gdy jest kontaktowany z ciałem o nieznanej temperaturze. Wydłużenie kolumny rtęciowej jest proporcjonalne do temperatury ciała, a jeśli ciepło spadnie do idealnego gazu zawartego w naczyniu o stałej objętości, wzrost temperatury można obliczyć, mierząc zmianę ciśnienia w naczyniu. Skale temperaturowe. Jedna z pierwszych skali temperatur została zbadana przez niemieckiego fizyka Gabriela Daniela Fahrenheita. Jednak w dziedzinie naukowej bezwzględną skalę lub Kelvin wymyślił brytyjski matematyk i fizyk William Thomson Kelvin. Odpowiednia ranga rangi używana jest głównie w krajobrazach Strona 1 z 4. Fizyka - podstawowe fakty dotyczące temperatury i jej właściwości.

Rene Antoine de Reaumur nie akceptował stosowania rtęci w termometrach ze względu na niski współczynnik ekspansji rtęci. W 1730 r. Zaproponował również użycie alkoholu w termometrach. W 1731 r. Wynalazł termometr do wody i alkoholu. A odkąd Reomur stwierdził, że alkohol, którym się posługuje, zmieszany w stosunku 5: 1 z wodą, rozszerza się w stosunku 1000: 1080, gdy temperatura zmienia się od zamrożenia do temperatury wrzenia wody, zasugerował skalę od 0 do 80 °.

Kalorymetr: doświadczenie laboratoryjne

Fizyka Zmierzyć równoważnik wody kalorymetru i zmierzyć ciepło właściwe substancji. Gdyby pozostało z oryginalnym pomysłem Andersa Tselisa na temat nauki w České, obecna temperatura na zewnątrz wyniesie sto stopni. Woda poniżej zera nie będzie zimna, ale będzie gotować.

W połowie wieku, kiedy przyszło od stu do zera, temperatura osoby była jakoś w ten piątek - i to nie było bez skoków. Pierwsze termosy pojawiły się pod koniec wieku, a do ich konstrukcji dołączyły liczne nauki. Najbardziej znanym z nich jest astronom Galileo Galilei, którego wersja odnosi się do okresu sondy temperatury. To był prosty instrument: szklana rurka zamknięta po jednej stronie zatoki.

Naukowcy. Anders Celsius. Anders Celsius urodził się 27 listopada 1701 roku w Szwecji. Jego zainteresowania: astronomia, fizyka ogólna, geofizyka.

Uczył astronomii na Uniwersytecie w Uppsali, założył tam obserwatorium astronomiczne.

Najpierw Celsjusz zmierzył jasność gwiazd, ustalił związek między zorzą polarną a wibracjami w ziemskim polu magnetycznym.

Brał udział w wyprawie Laponii w latach 1736-1737, aby zmierzyć południk. Po powrocie z regionów polarnych, Celsjusz rozpoczął aktywną pracę nad organizacją i budową obserwatorium astronomicznego w Uppsali, aw 1740 został jego dyrektorem. Anders Celsius zmarł 25 marca 1744.

Nazwano po nim minerał o nazwie Celsins - rodzaj skalenia baru.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) - niemiecki fizyk. Urodzony 24 maja 1686 w Gdańsku (obecnie Gdańsk, Polska). Studiował fizykę w Niemczech, Holandii i Anglii. Prawie przez całe życie mieszkał w Holandii, gdzie zajmował się wytwarzaniem dokładnych instrumentów meteorologicznych. W 1709 r. Zrobił alkohol, w 1714 r. - termometr rtęciowy, stosując nową metodę oczyszczania rtęci. W przypadku termometru rtęciowego, Fahrenheit zbudował skalę z trzema punktami odniesienia: 0 ° odpowiadało temperaturze mieszaniny woda - lód - amoniak, 96 ° do temperatury ciała osoby zdrowej, a temperaturę odniesienia dla temperatury topnienia lodu przyjęto jako 32 °. Temperatura wrzenia czystej wody w skali Fahrenheita wynosiła 212 °. Skala Fahrenheita jest używana w wielu krajach anglojęzycznych, chociaż stopniowo ustępuje ona skali Celsjusza. Oprócz produkcji termometrów, Fahrenheit zajmował się ulepszaniem barometrów i higrometrów. Zbadał również zależność zmiany temperatury wrzenia cieczy od ciśnienia atmosferycznego i zawartości soli w niej, odkrył zjawisko przechłodzenia wody i zestawił tablice o specyficznej grawitacji ciał. Fahrenheit zmarł w Hadze 16 września 1736 r.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) urodził się 28 lutego 1683 r. W La Rochelle, francuskim przyrodniku, zagranicznym honorowym członkiem Petersburskiej Akademii Nauk (1737). Zajmuje się regeneracją, fizjologią, biologią kolonii owadów. Zaproponował skalę temperatury, nazwaną jego imieniem. Ulepszył niektóre metody przygotowania stali, jedna z pierwszych prób została przeprowadzona w celu naukowego uzasadnienia niektórych procesów odlewania, napisał dzieło Sztuka przekształcania żelaza w stal. Doszedł do cennego wniosku: żelazo, stal, żeliwo, różnią się ilością nieczystości i dodając tę ​​domieszkę do żelaza, przez cementowanie lub stapianie żelaza Reomur otrzymał stal. W 1814 roku K. Careten udowodnił, że węgiel jest zanieczyszczeniem.

Reaumur podał metodę wytwarzania matowego szkła.

Dziś pamięć łączy jego imię tylko z wynalezieniem długo używanej skali temperatury. W rzeczywistości Rene Antoine Ferschant de Reaumure, który żył w latach 1683-1757, głównie w Paryżu, należał do tych naukowców, których powszechność w naszych czasach - czas wąskiej specjalizacji - jest trudna do wyobrażenia. Reaumur był jednocześnie technikiem, fizykiem i przyrodnikiem. Zyskał wielką sławę poza Francją jako entomolog. W ostatnich latach swojego życia Reaumur doszedł do wniosku, że poszukiwanie tajemniczej mocy transformacji powinno być prowadzone w miejscach, w których jej przejawienie jest najbardziej oczywiste - podczas przekształcania żywności w ciele, tj. z jej asymilacją.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), szkocki inżynier i fizyk, jeden z twórców termodynamiki technicznej. Zaproponował teoretyczny cykl silnika parowego (cykl Rankina), skalę temperatury (skala Rankina), której zero pokrywa się z zerową temperaturą termodynamiczną, a w rozmiarze 1 stopień R. (° R) wynosi 5/9 K (skala nie jest rozpowszechniona).

      © 2018 asm59.ru
  Ciąża i poród. Dom i rodzina. Wypoczynek i rekreacja