Historia e termometrit. Raport: Temperaturat e Temperaturës dhe Termometrat

PËRMBAJTJA:   FIZIKE RAPORTI MBI KËTË: SHKALLAT E TEMPERATURES, THERMOMETRA DHE INVENTORËT E TYRE Shkallët e temperaturës. Ekzistojnë disa shkallë të temperuar të temperaturës, dhe pikat e ngrirjes dhe të vlimit të ujit zakonisht merren si pikë referimi. Tani më i zakonshmi në botë është shkalla Celsius. Në 1742, astronomi suedez Anders Celsius propozoi një shkallë 100-shkallë të termometrit, në të cilën pika e vlimit të ujit në presionin normal atmosferik merret si 0 gradë dhe shkrirja e akullit është në 100 gradë.

Scale Reumura, sot pothuajse e braktisur. Për të bërë matjen e pavarur nga gjurmët e termometrit, të tilla si pikë vlimi ose ujë i ngrirë, William Thomson propozoi konceptin e temperaturës absolute. Ky është një zero absolute, një limit virtual, të cilin tani e dimë shumë afër.

Në zero absolute, grimcat që përbëjnë këtë çështje do të jenë në një gjendje pushimi të plotë. Në këtë rast, metoda e gishtit të lagësht që vepron në ajër, mban pasuesit e saj. Megjithëse ndjenjat e nxehtësisë dhe të ftohtit janë pjesë përbërëse e përvojës njerëzore, shumë mendje shkencore zënë matje të sakta të temperaturës dhe është e paqartë nëse grekët e lashtë ose kinezët kanë pasur një mjet për të matur temperaturën, por kjo është ajo që historia e sensorëve të temperaturës fillon të shkruajë në Rilindjen.

RAPORTI FIZIK

SHKALLAT E TEMPERATURES, THERMOMETERS

DHE INVENTORIT TË TYRE

Shkallët e Temperaturës. Ekzistojnë disa shkallë të temperuar të temperaturës, dhe pikat e ngrirjes dhe të vlimit të ujit zakonisht merren si pikë referimi. Tani më i zakonshmi në botë është shkalla Celsius. Në 1742, astronomi suedez Anders Celsius propozoi një shkallë 100-shkallë të termometrit, në të cilën pika e vlimit të ujit në presionin normal atmosferik merret si 0 gradë dhe shkrirja e akullit është në 100 gradë. Ndarja në shkallë është 1/100 e këtij ndryshimi. Kur ata filluan të përdorin termometra, doli të ishte më i përshtatshëm për të shkëmbyer 0 dhe 100 gradë. Ndoshta Karl Linney mori pjesë në këtë (ai mësoi mjekësi dhe shkenca natyrore në të njëjtin Universitet Uppsala, ku Celsius është astronomia), i cili në 1838 propozoi të merrte temperaturën e shkrirjes së akullit në temperaturë 0, por nuk duket të ketë menduar për pikën e dytë referuese. Deri më sot, shkalla Celsius ka ndryshuar disi: temperatura e shkrirjes së akullit në presionin normal, i cili nuk është shumë i varur nga presioni, ende supozohet të jetë në 0 ° C. Por pika e vlimit të ujit në presionin atmosferik është tani 99.975 ° C, gjë që nuk ndikon në saktësinë e matjes së pothuajse të gjitha termometrave, me përjashtim të termometrave të veçantë të saktësisë. Shkalla e temperaturës së Fahrenheit (në variantin e dytë të adoptuar që nga viti 1714) ka tre pika fikse: 0 ° korrespondon me temperaturën e një përzierjeje të ujit, akullit dhe amoniakut, 96 ° - temperatura e trupit të një personi të shëndetshëm nën krahun ose gojën). Si një temperaturë referimi për verifikimin e termometrave të ndryshëm, është marrë një vlerë prej 32 ° për pikën e shkrirjes së akullit. Shkalla e Fahrenheit është e përhapur në vendet anglishtfolëse, por pothuajse nuk përdoret kurrë në literaturën shkencore. Për konvertimin e temperaturës Celsius (є) në temperaturën Fahrenheit (температурыF), ka një formulë F = (9/5) C + 32, dhe për përkthimin e kundërt - formula C = (5/9) (F 32). Të dyja shkallët, si Fahrenheit dhe Celsius, janë shumë të papërshtatshme kur kryejnë eksperimente në kushte ku temperatura bie nën pikën e ngrirjes së ujit dhe shprehet me një numër negativ. Për raste të tilla, u prezantuan shkallët e temperaturës absolute, të cilat bazohen në ekstrapolim në të ashtuquajturën zero absolute - pika në të cilën lëvizja molekulare duhet të ndalet. Njëri prej tyre quhet shkallë Rankine dhe tjetri është shkalla absolute termodinamike; temperaturat maten në gradë Rankin (Ra) dhe Kelvin (K). Të dy shkallët fillojnë me një temperaturë absolute zero, dhe pika e ngrirjes së ujit korrespondon me 491.7 R dhe 273.16 K. Numri i shkallëve dhe kelvineve ndërmjet pikës së ngrirjes dhe pikës së vlimit të ujit në shkallën Celsius dhe shkallës absolute termodinamike janë të njëjta dhe të barabarta me 100; për shkallët Fahrenheit dhe Rankin, është gjithashtu e njëjtë, por është 180. Shkallët Celsius konvertohen në Kelvin duke përdorur formulën K = C + 273.16, dhe shkallët Fahrenheit konvertohen në gradë Rankin duke përdorur formulën R = F + 459.7. Në Evropë, shkalla Reaumur, e prezantuar në 1730 nga Rene Antoine de Reaumure, u shpërnda për një kohë të gjatë. Nuk është ndërtuar në mënyrë arbitrare, si shkalla Fahrenheit, por në përputhje me zgjerimin termik të alkoolit (në raportin 1000: 1080). 1 shkalla Reaumur është e barabartë me 1/80 të intervalit të temperaturës ndërmjet pikave të shkrirjes së akullit (0 ° R) dhe ujit të valë (80 ° R), pra 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R. Por aktualisht jashtë përdorimit.

Pse të merren masa?

Nxehtësia është një masë e energjisë në një trup ose material, sa më i lartë të jetë energjia, aq më shumë nxehtësi. Megjithatë, ndryshe nga vetitë fizike të masës dhe gjatësisë, është e vështirë të matet. Shumica e metodave të tërthorta bazoheshin në vëzhgimin e efektit të nxehtësisë në objekt dhe në rrjedhjen e temperaturës.

Në të njëjtën kohë, Ole Römer përcaktoi dy pika fikse, dhe pastaj një interpolim midis këtyre dy pikave, pikat e zgjedhura ishin pika e ngrirjes së Hookit dhe pika e ujit të valë. Ky mister u zgjidh nga shkencëtarët, duke përfshirë Gay-Lussac, i cili punonte në ligjet e gazit.

Pas futjes së Sistemit Ndërkombëtar të Njësive (SI), rekomandohet përdorimi i dy shkallëve të temperaturës. Shkalla e parë është termodinamike, e cila nuk varet nga vetitë e substancës së përdorur (mesatarja e punës) dhe futet nëpërmjet ciklit Carnot. Njësia e temperaturës në këtë shkallë të temperaturës është një kelvin (1 K) - një nga njësitë themelore në sistemin SI. Kjo njësi është emëruar pas fizikanit anglez William Thomson (Lord Kelvin), i cili zhvilloi këtë shkallë dhe mbajti njësinë e matjes së temperaturës njësoj si në shkallën e temperaturës Celsius. Shkalla e dytë e rekomanduar e temperaturës është praktike ndërkombëtare. Kjo shkallë ka 11 pika reference - temperaturat e tranzicionit të fazës së një numri substancash të pastra dhe vlerat e këtyre pikave të temperaturës vazhdimisht janë rafinuar. Njësia e matjes së temperaturës në shkallë ndërkombëtare praktike është gjithashtu 1 K.

Vëzhgimi i hollimit: lëngjet dhe bimetalet

Dizajni i një pajisjeje me temperaturë të ndryshme nga Gallili daton nga koha kur u mbështet në ngjeshjen e ajrit në një enë për të instaluar një kolonë me ujë, lartësia e së cilës tregon shkallën e ftohjes. Megjithatë, efekti i presionit të ajrit është shumë i madh, dhe kjo pajisje nuk ishte një zbulim i madh.

Ai vulosi tub qelq që përmbante lëngun dhe vëzhgoi zhvendosjen e lëngut gjatë zgjerimit të tij. Shkalla në tub kontriboi në leximin e evolucionit, por sistemi nuk kishte njësi të sakta. Bashkëpunimi mes Romer dhe Daniel Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit filloi prodhimin e termometrave me alkool dhe merkur, i cili është ideal sepse ai i përgjigjet linearisht ndryshimeve të temperaturës në një gamë të gjerë, megjithëse toksiciteti i tij kufizon përdorimin e tij. tani zëvendësojnë merkurin. Një termometër i lëngët shpërndahet gjerësisht, edhe pse është e rëndësishme të kontrollohet thellësia e balonës.

Aktualisht, pika kryesore referuese e të dy shkallës termodinamike dhe shkallës së temperaturës praktike ndërkombëtare është pika e trefishtë e ujit. Kjo pikë i korrespondon vlerave të përcaktuara rreptësisht të temperaturës dhe presionit në të cilin uji mund të ekzistojë njëkohësisht në gjendje të ngurta, të lëngshme dhe të gazta. Për më tepër, nëse gjendja e sistemit termodinamik përcaktohet vetëm nga vlerat e temperaturës dhe presionit, atëherë pika e trefishtë mund të jetë vetëm një. Në sistemin SI, temperatura e pikës së trefishtë të ujit supozohet të jetë 273.16 K me një presion prej 609 Pa.

Përdorimi i një sensori termometrik siguron një transferim të mirë të nxehtësisë. Bazohet në zgjerimin diferencial të dy shiritave metalikë të ndërlidhur. Ndryshimet e temperaturës krijojnë një kthesë që aktivizon një termostat ose sensor, të ngjashëm me pajisjet e instaluara në grillet e gazit.

Saktësia është e ulët, plus ose minus 2 gradë, por këto sensorë janë ekonomikë dhe kanë shumë përdorime.





Në fillim të shekullit të 19-të, elektriciteti ishte i magjepsur nga shumë studiues, të cilët shpejt zbuluan se rezistenca dhe përçueshmëria e metaleve janë të ndryshueshme. Peltier zbuloi se ky efekt termoelement është i kthyeshëm dhe mund të përdoret për ftohje.

Përveç përcaktimit të pikave të referencës të përcaktuara nga standardi i temperaturës, është e nevojshme të zgjidhni pronë termodinamike të trupit, i cili përshkruhet nga një sasi fizike, ndryshimi i të cilave është shenjë e ndryshimit të temperaturës ose një shenje termometrike. Kjo pronë duhet të jetë lehtësisht e riprodhueshme dhe sasia fizike - matja e lehtë. Matja e sasisë fizike të specifikuar lejon marrjen e një seti pikash të temperaturës (dhe vlerave përkatëse të temperaturës), ndërmjetëse në lidhje me pikat referuese.

Në të njëjtin vit, Humphry Davy tregoi se rezistenca e një metali lidhet me temperaturën. Ky detektor mat rezistencën elektrike të një gjatësie të telit platin dhe konsiderohet gjerësisht si instrumenti më i saktë. Shekulli i 20-të u karakterizua gjithashtu nga shpikja e pajisjeve matëse të temperaturës gjysmëpërçuese. Ata i përgjigjen me saktësi ndryshimeve në temperaturën, por deri kohët e fundit nuk kanë linearitet.

Samuel Langley Shumë metale të nxehtë dhe të shkrirë shpërndajnë nxehtësi dhe dritë të dukshme. Nobili ishte në gjendje të zbulonte këtë energji të rrezatuar duke lidhur thermocouples në seri me formimin e një qelize termoelektrike. Bolometri u zbulua nga Samuel Langley amerikan, bolometër është rregullimi i dy grupeve platini, njëra prej të cilave u kthye në ngjyrë të zezë, në përputhje me strukturën e urës së Wheatstone. Rrezatimi infra të kuqe ka çuar në një ndryshim të matshëm në rezistencë.

Raporti i shkallës së temperaturës Fahrenheit dhe Celsius

fahrenheit shkallë shkallë Celsius

Pika vlimi 212 ° 100 °

32 ° 0 ° pikë e ngrirjes

Temperatura e absolute zero -459.67 ° -273.15 °

Kur konvertohet nga Fahrenheit në Celsius, zbritni 32 nga numri origjinal dhe shumohuni me 5/9.

Kur konvertohet nga Celsius në Fahrenheit, numri origjinal shumëzohet me 9/5 dhe shton 32.

Në të kundërt, detektorët e fotonit të krijuar në vitet 1940 reagojnë vetëm ndaj rrezatimit infra të kuqe me një gjatësi vale të kufizuar. Detektorët e sulfurit të plumbit janë të ndjeshme ndaj gjatësisë së valëve deri në 3 mikronë. Zoti Kelvin Fahrenheit ndjeu nevojën për të zhvilluar një shkallë temperature kur ai po bënte termometra.

Një çerek shekulli më vonë, Anders Celsius propozoi një shkallë nga 0 në 100, e cila tani mban emrin e tij. Duke vënë në dukje avantazhet e një pike fikse në një fund të shkallës, William Thomson, i njohur më vonë si Lord Kevin, sugjeroi përdorimin e zero abs si pikënisje të sistemit Celsius. Kjo është se si shkalla Kelvin u përdor në fushën shkencore.

Termometra. Gjermania Gabriel Daniel Fahrenheit dha një kontribut vendimtar në zhvillimin e dizajnit të termometrave. Në 1709 ai shpiku një termometër alkool, dhe në 1714 - një termometër zhiva. Ai u dha atyre të njëjtën formë që zbatohet tani. Suksesi i termometrave të tij duhet të kërkohet në metodën e re të pastrimit të zhivës së futur prej tij; Përveç kësaj, para se të lidheshin, ai e zinte lëngun në tub.

Një kopje është në dispozicion për lexuesit të cilët dëshirojnë të thellojnë njohuritë e tyre në njësitë matëse. Pjesa e fizikës që studion fenomenet termike, dmth. fenomenet në të cilat temperatura dhe nxehtësia janë kritike. Temperatura Një përmasë fizike që shpreh gjendjen termike të një sistemi dhe përshkruan aftësinë e saj për të shkëmbyer ngrohje me mjedisin ose trupat e tjerë. Kur dy sisteme vendosen në kontakt termik, nxehtësia rrjedh nga sistemi në një temperaturë më të lartë se temperatura poshtë deri në arritjen e ekuilibrit termik, ku të dy sistemet janë në të njëjtën temperaturë. Koncepti i temperaturës është i lidhur me idenë e sigurimit të një vlerësimi relativ të asaj se si trupat janë të ftohtë ose të nxehtë në prekje. Prandaj, termat temperatura dhe nxehtësia janë të ndërlidhura, por i referohen koncepteve të ndryshme: temperatura është një pronë e trupit, Ngrohja është një formë e energjisë që rrjedh nga një trup në tjetrin për të plotësuar ndryshimin e temperaturës. Metoda indirekte bazuar në efektet e ngrohjes ose ftohjes përdoren zakonisht për të marrë matje të temperaturës, metoda më e përdorur është matja e shtrirjes. Një termometër me merkuri mat ndryshimin e volumit të merkurit të vendosur në një kapilar të xhamit kur ajo lidhet me një trup të temperaturës së panjohur. Shtrirja e kolonës së merkurit është proporcionale me temperaturën e trupit. Nëse nxehtësia bie në një gaz ideal që përmban një enë me një volum fiks, rritja e temperaturës mund të llogaritet duke matur ndryshimin e presionit në enë. Shkallët e Temperaturës. Një nga shkallët e para të temperaturës është studiuar nga fizikan gjerman Gabriel Daniel Fahrenheit. Megjithatë, në fushën shkencore shkalla absolute ose Kelvin është shpikur nga matematikanisti britanik dhe fizikan William Thomson Kelvin. Page 1 of 4. Fizika - Faktet themelore rreth temperaturës dhe vetive të tij.

Rene Antoine de Reaumur nuk miratoi përdorimin e zhivës në termometra për shkak të koeficientit të ulët të zgjerimit të merkurit. Në vitin 1730, ai propozoi të përdorte alkoolin edhe në termometra. Në 1731 ai shpiku një termometër me ujë të alkoolit. Dhe pasi që Reomur gjeti se alkooli që përdoret prej tij, i përzier në një raport prej 5: 1 me ujë, zgjerohet në një raport prej 1000: 1080 kur temperatura ndryshon nga ngrirja në pikën e vlimit të ujit, ai sugjeroi një shkallë nga 0 në 80 °.

Kalorimetër: përvoja laboratorike

Fizikë. Matni ekuivalentin e ujit të kalorimetrit dhe matni nxehtësinë specifike të substancës. Nëse do të kishte mbetur me idetë origjinale të Anders Tselis rreth shkencës České, temperatura e tanishme në natyrë do të kishte qenë njëqind gradë. Dhe uji nën zero nuk do të jetë i ftohtë, por do të gatuajë.

Në mes të shekullit, kur ai erdhi nga njëqind në zero, temperatura e një personi ishte disi në këtë të premte - dhe kjo nuk ishte pa hedhje. Termoskopët e parë u shfaqën në fund të shekullit, dhe një numër shkencash u bashkuan me dizajnin e tyre. Më i famshëm prej tyre është astronomi Galileo Galilei, versioni i të cilit i referohet periudhës së sondës së temperaturës. Ishte një instrument i thjeshtë: një tub qelqi i mbyllur në njërën anë të gjirit.

Shkencëtarët. Anders Celsius. Anders Celsius u lind më 27 nëntor 1701 në Suedi. Fushat e interesit të tij: astronomi, fizikë të përgjithshme, gjeofizikë.

Ai mësoi astronomi në Universitetin Uppsala, themeloi një observator astronomik atje.

Celsiusi mat matjen e parë të shkëlqimit të yjeve, vendos marrëdhënien mes dritave veriore dhe dridhjeve në fushën magnetike të Tokës.

Tubi ishte futur në ujë dhe, varësisht nga temperatura e ambientit, uji ra ose u ngrit. U përdor një vend për ujë, si dhe verë. Megjithatë, një krim i tillë vuan nga shtrembërimi i presionit atmosferik. Megjithatë, termoskopët humbën një shkallë të vetme që mund të lexonte se si ishte e ngrohtë apo e ftohtë. Në një moment kishte pesëmbëdhjetë shkallë të ndryshme. Vetëm dy nga shkalla e Cezirit dhe Fahrenheit u shpërndanë.

Dhe fizikan gjerman Daniel Gabriel Fahrenheit ndërtoi termometrin e parë modern. E njëjta Fahrenheit gjatë pesëmbëdhjetë viteve të ardhshme erdhi me një shkallë standarde, ku qindra nuk treguan pikën e vlimit të ujit, por temperaturën e trupit natyror. Pikat e këpucëve ishin 32 dhe 212 gradë. Sot, shkalla e saj është e pajisur me termometra në vetëm disa pjesë të botës, në shumicën e vendeve ajo tregon temperaturat në gradë Celsius.

Ai mori pjesë në ekspeditën Lapland të 1736-1737 për të matur meridianin. Pas kthimit nga rajonet polare, Celsius filloi punën aktive në organizimin dhe ndërtimin e observatorit astronomik në Uppsala dhe në 1740 u bë drejtor i saj. Anders Celsius vdiq më 25 mars 1744.

Minerali me emrin Celsins është emëruar pas tij - një lloj feldspat barium.

Termometrat janë pajisje për matjen e temperaturës së ambientit ose të objekteve specifike. Ato mund të ndahen sipas parimit të punës. Në termometrat e gazit, temperatura dhe temperatura tkurrje është një gaz, variacione të saj janë matur. parametrat, për shembull, vëllimi. Termometrat për avull përdorin varësinë e presionit të avullit në temperaturën e tij, të cilat shpesh përdoren në termostatët e automobilave. Një termometër rezistencë bazohet në varësinë e rezistencës elektrike në temperaturën e përcjellësit, ku platin dhe thermocouples janë sensorë të temperaturës bazuar në fenomenin Seebeck, dmth. prania e një forme elektromotore për shkak të ndryshimeve të temperaturës në kufirin e dy metaleve të ndryshme. Ata janë shumë të sakta dhe të besueshme. Ato përdoren në inxhinieri dhe shkencë. Termometra magnetikë përdorin një lidhje të ngushtë midis ndjeshmërisë magnetike të substancave të caktuara dhe temperaturës së tyre. Ata janë shumë të dobishëm në disa fusha të teknologjisë, pasi ato gjithashtu lejojnë matjen e zero zero zero Kelvin.

  • Termometra të lëngshëm - duke përdorur fenomenin e zgjerimit termik të lëngut.
  • Shembuj tipikë janë termometrat e merkurit dhe alkoolit.
Në kushtet e përdorimit, sensorët e temperaturës janë më tej të ndara.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) - fizikan gjerman. E lindur më 24 maj 1686 në Danzig (tani Gdansk, Poloni). Ai studioi fizikën në Gjermani, Holandë dhe Angli. Pothuajse të gjithë jetën e tij jetonte në Holandë, ku ai ishte i angazhuar në prodhimin e instrumenteve të sakta meteorologjike. Në 1709 ai bëri një alkool, në 1714 - një termometër zhiva, duke përdorur një metodë të re të pastrimit të zhivës. Për një termometër me merkuri, Fahrenheit ndërtoi një shkallë me tre pika referimi: 0 ° korrespondonte me temperaturën e përzierjes së ujit dhe akullit - amoniakut, 96 ° deri në temperaturën e trupit të një personi të shëndoshë dhe 32 ° për pikën e shkrirjes së akullit u mor si temperatura referente. Pika e vlimit të ujit të pastër në shkallën Fahrenheit ishte 212 °. Shkalla e Fahrenheit përdoret në shumë vende të gjuhës angleze, edhe pse gradualisht i jep rrugë shkallës së Celsiusit. Përveç prodhimit të termometrave, Fahrenheit u angazhua në përmirësimin e barometrave dhe hygrometrave. Ai gjithashtu hetoi varësinë e ndryshimit në pikën e vlimit të një lëngu në presionin atmosferik dhe përmbajtjen e kripës në të, zbuloi fenomenin e super-ngrirjes së ujit dhe përpiloi tabelat e gravitetit të veçantë të trupave. Fahrenhei vdiq në Hagë më 16 shtator 1736.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) ka lindur më 28 shkurt 1683 në La Rochelle, një natyrore franceze, anëtare e nderit e Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut (1737). Punon në rigjenerimin, fiziologjinë, biologjinë e kolonive të insekteve. Ai propozoi një shkallë të temperaturës, të quajtur sipas tij. Ai përsosi disa metoda të përgatitjes së çelikut, një nga përpjekjet e para u bë për të mbështetur shkencërisht disa nga proceset e hedhjes, ai shkroi veprën The Art of Transforming Iron into Steel. Ai erdhi në një përfundim të vlefshëm, hekuri, çeliku, gize, ndryshojnë në sasinë e disa papastërtisë dhe duke shtuar këtë përzierje në hekur, me anë të çimentimit ose bashkimit me hekurin Reomur ka marrë çelikun. Në 1814, K. Careten provoi se karboni është një papastërti.

Reaumuri dha një metodë për të bërë xhami të mbuluar me brymë.

Sot, kujtesa lidh emrin e tij vetëm me shpikjen e një shkalle temperature të përdorur gjatë. Në të vërtetë, Rene Antoine Ferschant de Reaumure, që jetonte në vitet 1683-1757, kryesisht në Paris, u përkiste atyre shkencëtarëve, universiteti i të cilëve në kohën tonë - koha e specializimit të ngushtë - është e vështirë të imagjinohet. Reaumur ishte njëkohësisht teknik, fizik dhe natyralist. Ai fitoi famë të madhe jashtë Francës si një entomolog. Në vitet e fundit të jetës së tij, Reaumuri erdhi në idenë se kërkimi i fuqisë transformuese misterioze duhet të bëhet në ato vende ku manifestimi i saj është më i dukshmi - kur transformohet ushqimi në trup, dmth. me asimilimin e saj.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), inxhinier dhe fizikan skocez, një nga krijuesit e termodinamikës teknike. Ai propozoi një cikël teorik me motor me avull (cikël Rankin), një shkallë temperature (shkallë Rankin), zeroja e të cilave përkon me temperaturën zero termodinamike dhe në madhësi 1 shkallë R. (° R) është 5/9 K (shkalla nuk është e përhapur).

RAPORTI FIZIK

SHKALLAT E TEMPERATURES, THERMOMETERS

DHE INVENTORIT TË TYRE

Shkallët e Temperaturës. Ekzistojnë disa shkallë të temperuar të temperaturës, dhe pikat e ngrirjes dhe të vlimit të ujit zakonisht merren si pikë referimi. Tani më i zakonshmi në botë është shkalla Celsius. Në 1742, astronomi suedez Anders Celsius propozoi një shkallë 100-shkallë të termometrit, në të cilën pika e vlimit të ujit në presionin normal atmosferik merret si 0 gradë dhe shkrirja e akullit është në 100 gradë. Ndarja në shkallë është 1/100 e këtij ndryshimi. Kur ata filluan të përdorin termometra, doli të ishte më i përshtatshëm për të shkëmbyer 0 dhe 100 gradë. Ndoshta Karl Linney mori pjesë në këtë (ai mësoi mjekësi dhe shkenca natyrore në të njëjtin Universitet Uppsala, ku Celsius është astronomia), i cili në 1838 propozoi të merrte temperaturën e shkrirjes së akullit në temperaturë 0, por nuk duket të ketë menduar për pikën e dytë referuese. Deri më sot, shkalla Celsius ka ndryshuar disi: temperatura e shkrirjes së akullit në presionin normal, i cili nuk është shumë i varur nga presioni, ende supozohet të jetë në 0 ° C. Por pika e vlimit të ujit në presionin atmosferik është tani 99.975 ° C, gjë që nuk ndikon në saktësinë e matjes së pothuajse të gjitha termometrave, me përjashtim të termometrave të veçantë të saktësisë. Shkalla e temperaturës së Fahrenheit (në variantin e dytë të adoptuar që nga viti 1714) ka tre pika fikse: 0 ° korrespondon me temperaturën e një përzierjeje të ujit, akullit dhe amoniakut, 96 ° - temperatura e trupit të një personi të shëndetshëm nën krahun ose gojën). Si një temperaturë referimi për verifikimin e termometrave të ndryshëm, është marrë një vlerë prej 32 ° për pikën e shkrirjes së akullit. Shkalla e Fahrenheit është e përhapur në vendet anglishtfolëse, por pothuajse nuk përdoret kurrë në literaturën shkencore. Për konvertimin e temperaturës Celsius (є) në temperaturën Fahrenheit (температурыF), ka një formulë F = (9/5) C + 32, dhe për përkthimin e kundërt - formula C = (5/9) (F 32). Të dyja shkallët, si Fahrenheit dhe Celsius, janë shumë të papërshtatshme kur kryejnë eksperimente në kushte ku temperatura bie nën pikën e ngrirjes së ujit dhe shprehet me një numër negativ. Për raste të tilla, u prezantuan shkallët e temperaturës absolute, të cilat bazohen në ekstrapolim në të ashtuquajturën zero absolute - pika në të cilën lëvizja molekulare duhet të ndalet. Njëri prej tyre quhet shkallë Rankine dhe tjetri është shkalla absolute termodinamike; temperaturat maten në gradë Rankin (Ra) dhe Kelvin (K). Të dy shkallët fillojnë me një temperaturë absolute zero, dhe pika e ngrirjes së ujit korrespondon me 491.7 R dhe 273.16 K. Numri i shkallëve dhe kelvineve ndërmjet pikës së ngrirjes dhe pikës së vlimit të ujit në shkallën Celsius dhe shkallës absolute termodinamike janë të njëjta dhe të barabarta me 100; për shkallët Fahrenheit dhe Rankin, është gjithashtu e njëjtë, por është 180. Shkallët Celsius konvertohen në Kelvin duke përdorur formulën K = C + 273.16, dhe shkallët Fahrenheit konvertohen në gradë Rankin duke përdorur formulën R = F + 459.7. Në Evropë, shkalla Reaumur, e prezantuar në 1730 nga Rene Antoine de Reaumure, u shpërnda për një kohë të gjatë. Nuk është ndërtuar në mënyrë arbitrare, si shkalla Fahrenheit, por në përputhje me zgjerimin termik të alkoolit (në raportin 1000: 1080). 1 shkalla Reaumur është e barabartë me 1/80 të intervalit të temperaturës ndërmjet pikave të shkrirjes së akullit (0 ° R) dhe ujit të valë (80 ° R), pra 1 ° R = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R. Por aktualisht jashtë përdorimit.

Pas futjes së Sistemit Ndërkombëtar të Njësive (SI), rekomandohet përdorimi i dy shkallëve të temperaturës. Shkalla e parë është termodinamike, e cila nuk varet nga vetitë e substancës së përdorur (mesatarja e punës) dhe futet nëpërmjet ciklit Carnot. Njësia e temperaturës në këtë shkallë të temperaturës është një kelvin (1 K) - një nga njësitë themelore në sistemin SI. Kjo njësi është emëruar pas fizikanit anglez William Thomson (Lord Kelvin), i cili zhvilloi këtë shkallë dhe mbajti njësinë e matjes së temperaturës njësoj si në shkallën e temperaturës Celsius. Shkalla e dytë e rekomanduar e temperaturës është praktike ndërkombëtare. Kjo shkallë ka 11 pika reference - temperaturat e tranzicionit të fazës së një numri substancash të pastra dhe vlerat e këtyre pikave të temperaturës vazhdimisht janë rafinuar. Njësia e matjes së temperaturës në shkallë ndërkombëtare praktike është gjithashtu 1 K.

Vëzhgimi i hollimit: lëngjet dhe bimetalet

Dizajni i një pajisjeje me temperaturë të ndryshme nga Gallili daton nga koha kur u mbështet në ngjeshjen e ajrit në një enë për të instaluar një kolonë me ujë, lartësia e së cilës tregon shkallën e ftohjes. Megjithatë, efekti i presionit të ajrit është shumë i madh, dhe kjo pajisje nuk ishte një zbulim i madh.

Ai vulosi tub qelq që përmbante lëngun dhe vëzhgoi zhvendosjen e lëngut gjatë zgjerimit të tij. Shkalla në tub kontriboi në leximin e evolucionit, por sistemi nuk kishte njësi të sakta. Bashkëpunimi mes Romer dhe Daniel Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit filloi prodhimin e termometrave me alkool dhe merkur, i cili është ideal sepse ai i përgjigjet linearisht ndryshimeve të temperaturës në një gamë të gjerë, megjithëse toksiciteti i tij kufizon përdorimin e tij. tani zëvendësojnë merkurin. Një termometër i lëngët shpërndahet gjerësisht, edhe pse është e rëndësishme të kontrollohet thellësia e balonës.

Aktualisht, pika kryesore referuese e të dy shkallës termodinamike dhe shkallës së temperaturës praktike ndërkombëtare është pika e trefishtë e ujit. Kjo pikë i korrespondon vlerave të përcaktuara rreptësisht të temperaturës dhe presionit në të cilin uji mund të ekzistojë njëkohësisht në gjendje të ngurta, të lëngshme dhe të gazta. Për më tepër, nëse gjendja e sistemit termodinamik përcaktohet vetëm nga vlerat e temperaturës dhe presionit, atëherë pika e trefishtë mund të jetë vetëm një. Në sistemin SI, temperatura e pikës së trefishtë të ujit supozohet të jetë 273.16 K me një presion prej 609 Pa.

Përdorimi i një sensori termometrik siguron një transferim të mirë të nxehtësisë. Bazohet në zgjerimin diferencial të dy shiritave metalikë të ndërlidhur. Ndryshimet e temperaturës krijojnë një kthesë që aktivizon një termostat ose sensor, të ngjashëm me pajisjet e instaluara në grillet e gazit.

Saktësia është e ulët, plus ose minus 2 gradë, por këto sensorë janë ekonomikë dhe kanë shumë përdorime.





Në fillim të shekullit të 19-të, elektriciteti ishte i magjepsur nga shumë studiues, të cilët shpejt zbuluan se rezistenca dhe përçueshmëria e metaleve janë të ndryshueshme. Peltier zbuloi se ky efekt termoelement është i kthyeshëm dhe mund të përdoret për ftohje.

Përveç përcaktimit të pikave të referencës të përcaktuara nga standardi i temperaturës, është e nevojshme të zgjidhni pronë termodinamike të trupit, i cili përshkruhet nga një sasi fizike, ndryshimi i të cilave është shenjë e ndryshimit të temperaturës ose një shenje termometrike. Kjo pronë duhet të jetë lehtësisht e riprodhueshme dhe sasia fizike - matja e lehtë. Matja e sasisë fizike të specifikuar lejon marrjen e një seti pikash të temperaturës (dhe vlerave përkatëse të temperaturës), ndërmjetëse në lidhje me pikat referuese.

Në të njëjtin vit, Humphry Davy tregoi se rezistenca e një metali lidhet me temperaturën. Ky detektor mat rezistencën elektrike të një gjatësie të telit platin dhe konsiderohet gjerësisht si instrumenti më i saktë. Shekulli i 20-të u karakterizua gjithashtu nga shpikja e pajisjeve matëse të temperaturës gjysmëpërçuese. Ata i përgjigjen me saktësi ndryshimeve në temperaturën, por deri kohët e fundit nuk kanë linearitet.

Samuel Langley Shumë metale të nxehtë dhe të shkrirë shpërndajnë nxehtësi dhe dritë të dukshme. Nobili ishte në gjendje të zbulonte këtë energji të rrezatuar duke lidhur thermocouples në seri me formimin e një qelize termoelektrike. Bolometri u zbulua nga Samuel Langley amerikan, bolometër është rregullimi i dy grupeve platini, njëra prej të cilave u kthye në ngjyrë të zezë, në përputhje me strukturën e urës së Wheatstone. Rrezatimi infra të kuqe ka çuar në një ndryshim të matshëm në rezistencë.

Raporti i shkallës së temperaturës Fahrenheit dhe Celsius

fahrenheit shkallë shkallë Celsius

Pika vlimi 212 ° 100 °

32 ° 0 ° pikë e ngrirjes

Temperatura e absolute zero -459.67 ° -273.15 °

Kur konvertohet nga Fahrenheit në Celsius, zbritni 32 nga numri origjinal dhe shumohuni me 5/9.

Kur konvertohet nga Celsius në Fahrenheit, numri origjinal shumëzohet me 9/5 dhe shton 32.

Termometra. Gjermania Gabriel Daniel Fahrenheit dha një kontribut vendimtar në zhvillimin e dizajnit të termometrave. Në 1709 ai shpiku një termometër alkool, dhe në 1714 - një termometër zhiva. Ai u dha atyre të njëjtën formë që zbatohet tani. Suksesi i termometrave të tij duhet të kërkohet në metodën e re të pastrimit të zhivës së futur prej tij; Përveç kësaj, para se të lidheshin, ai e zinte lëngun në tub.

Një kopje është në dispozicion për lexuesit të cilët dëshirojnë të thellojnë njohuritë e tyre në njësitë matëse. Pjesa e fizikës që studion fenomenet termike, dmth. fenomenet në të cilat temperatura dhe nxehtësia janë kritike. Temperatura Një përmasë fizike që shpreh gjendjen termike të një sistemi dhe përshkruan aftësinë e saj për të shkëmbyer ngrohje me mjedisin ose trupat e tjerë. Kur dy sisteme vendosen në kontakt termik, nxehtësia rrjedh nga sistemi në një temperaturë më të lartë se temperatura poshtë deri në arritjen e ekuilibrit termik, ku të dy sistemet janë në të njëjtën temperaturë. Koncepti i temperaturës është i lidhur me idenë e sigurimit të një vlerësimi relativ të asaj se si trupat janë të ftohtë ose të nxehtë në prekje. Prandaj, termat temperatura dhe nxehtësia janë të ndërlidhura, por i referohen koncepteve të ndryshme: temperatura është një pronë e trupit, Ngrohja është një formë e energjisë që rrjedh nga një trup në tjetrin për të plotësuar ndryshimin e temperaturës. Metoda indirekte bazuar në efektet e ngrohjes ose ftohjes përdoren zakonisht për të marrë matje të temperaturës, metoda më e përdorur është matja e shtrirjes. Një termometër me merkuri mat ndryshimin e volumit të merkurit të vendosur në një kapilar të xhamit kur ajo lidhet me një trup të temperaturës së panjohur. Shtrirja e kolonës së merkurit është proporcionale me temperaturën e trupit. Nëse nxehtësia bie në një gaz ideal që përmban një enë me një volum fiks, rritja e temperaturës mund të llogaritet duke matur ndryshimin e presionit në enë. Shkallët e Temperaturës. Një nga shkallët e para të temperaturës është studiuar nga fizikan gjerman Gabriel Daniel Fahrenheit. Megjithatë, në fushën shkencore shkalla absolute ose Kelvin është shpikur nga matematikanisti britanik dhe fizikan William Thomson Kelvin. Page 1 of 4. Fizika - Faktet themelore rreth temperaturës dhe vetive të tij.

Rene Antoine de Reaumur nuk miratoi përdorimin e zhivës në termometra për shkak të koeficientit të ulët të zgjerimit të merkurit. Në vitin 1730, ai propozoi të përdorte alkoolin edhe në termometra. Në 1731 ai shpiku një termometër me ujë të alkoolit. Dhe pasi që Reomur gjeti se alkooli që përdoret prej tij, i përzier në një raport prej 5: 1 me ujë, zgjerohet në një raport prej 1000: 1080 kur temperatura ndryshon nga ngrirja në pikën e vlimit të ujit, ai sugjeroi një shkallë nga 0 në 80 °.

Kalorimetër: përvoja laboratorike

Fizikë. Matni ekuivalentin e ujit të kalorimetrit dhe matni nxehtësinë specifike të substancës. Nëse do të kishte mbetur me idetë origjinale të Anders Tselis rreth shkencës České, temperatura e tanishme në natyrë do të kishte qenë njëqind gradë. Dhe uji nën zero nuk do të jetë i ftohtë, por do të gatuajë.

Në mes të shekullit, kur ai erdhi nga njëqind në zero, temperatura e një personi ishte disi në këtë të premte - dhe kjo nuk ishte pa hedhje. Termoskopët e parë u shfaqën në fund të shekullit, dhe një numër shkencash u bashkuan me dizajnin e tyre. Më i famshëm prej tyre është astronomi Galileo Galilei, versioni i të cilit i referohet periudhës së sondës së temperaturës. Ishte një instrument i thjeshtë: një tub qelqi i mbyllur në njërën anë të gjirit.

Shkencëtarët. Anders Celsius. Anders Celsius u lind më 27 nëntor 1701 në Suedi. Fushat e interesit të tij: astronomi, fizikë të përgjithshme, gjeofizikë.

Ai mësoi astronomi në Universitetin Uppsala, themeloi një observator astronomik atje.

Celsiusi mat matjen e parë të shkëlqimit të yjeve, vendos marrëdhënien mes dritave veriore dhe dridhjeve në fushën magnetike të Tokës.

Ai mori pjesë në ekspeditën Lapland të 1736-1737 për të matur meridianin. Pas kthimit nga rajonet polare, Celsius filloi punën aktive në organizimin dhe ndërtimin e observatorit astronomik në Uppsala dhe në 1740 u bë drejtor i saj. Anders Celsius vdiq më 25 mars 1744.

Minerali me emrin Celsins është emëruar pas tij - një lloj feldspat barium.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) - fizikan gjerman. E lindur më 24 maj 1686 në Danzig (tani Gdansk, Poloni). Ai studioi fizikën në Gjermani, Holandë dhe Angli. Pothuajse të gjithë jetën e tij jetonte në Holandë, ku ai ishte i angazhuar në prodhimin e instrumenteve të sakta meteorologjike. Në 1709 ai bëri një alkool, në 1714 - një termometër zhiva, duke përdorur një metodë të re të pastrimit të zhivës. Për një termometër me merkuri, Fahrenheit ndërtoi një shkallë me tre pika referimi: 0 ° korrespondonte me temperaturën e përzierjes së ujit dhe akullit - amoniakut, 96 ° deri në temperaturën e trupit të një personi të shëndoshë dhe 32 ° për pikën e shkrirjes së akullit u mor si temperatura referente. Pika e vlimit të ujit të pastër në shkallën Fahrenheit ishte 212 °. Shkalla e Fahrenheit përdoret në shumë vende të gjuhës angleze, edhe pse gradualisht i jep rrugë shkallës së Celsiusit. Përveç prodhimit të termometrave, Fahrenheit u angazhua në përmirësimin e barometrave dhe hygrometrave. Ai gjithashtu hetoi varësinë e ndryshimit në pikën e vlimit të një lëngu në presionin atmosferik dhe përmbajtjen e kripës në të, zbuloi fenomenin e super-ngrirjes së ujit dhe përpiloi tabelat e gravitetit të veçantë të trupave. Fahrenhei vdiq në Hagë më 16 shtator 1736.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) ka lindur më 28 shkurt 1683 në La Rochelle, një natyrore franceze, anëtare e nderit e Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut (1737). Punon në rigjenerimin, fiziologjinë, biologjinë e kolonive të insekteve. Ai propozoi një shkallë të temperaturës, të quajtur sipas tij. Ai përmirësuar disa metoda të përgatitjes së çelikut, një nga përpjekjet e para u bë për të argumentuar shkencërisht disa nga proceset e hedhjes, ai shkroi veprën The Art of Transforming Iron into Steel. Ai erdhi në një përfundim të vlefshëm, hekuri, çeliku, gize, ndryshojnë në sasinë e disa papastërtisë dhe duke shtuar këtë përzierje në hekur, me anë të çimentimit ose bashkimit me hekurin Reomur ka marrë çelikun. Në 1814, K. Careten provoi se karboni është një papastërti.

Reaumuri dha një metodë për të bërë xhami të mbuluar me brymë.

Sot, kujtesa lidh emrin e tij vetëm me shpikjen e një shkalle temperature të përdorur gjatë. Në të vërtetë, Rene Antoine Ferschant de Reaumure, që jetonte në vitet 1683-1757, kryesisht në Paris, u përkiste atyre shkencëtarëve, universiteti i të cilëve në kohën tonë - koha e specializimit të ngushtë - është e vështirë të imagjinohet. Reaumur ishte njëkohësisht teknik, fizik dhe natyralist. Ai fitoi famë të madhe jashtë Francës si një entomolog. Në vitet e fundit të jetës së tij, Reaumuri erdhi në idenë se kërkimi i fuqisë transformuese misterioze duhet të bëhet në ato vende ku manifestimi i saj është më i dukshmi - kur transformohet ushqimi në trup, dmth. me asimilimin e saj.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), inxhinier dhe fizikan skocez, një nga krijuesit e termodinamikës teknike. Ai propozoi një cikël teorik me motor me avull (cikël Rankin), shkallë temperature (shkallë Rankin), zero e të cilave përkon me zero temperaturë termodinamike dhe në madhësi 1 shkallë R. (° R) është 5/9 K (shkalla nuk është e përhapur).

      © 2018 asm59.ru
  Shtatzënia dhe lindja. Shtëpia dhe familja. Leisure dhe rekreacion