Termometerns historia. Rapport: Temperaturvågar och termometrar

INNEHÅLL:   FYSIKRAPPORT OM DEM: TEMPERATURSKALA, THERMOMETER OCH DIN UPPFINNINGAR Temperaturvågor. Det finns flera graderade temperaturvågar, och frysning och kokpunkt av vatten brukar tas som referenspunkter. Nu är den vanligaste i världen Celsius-skalan. År 1742 föreslog den svenska astronomen Anders Celsius en 100 graders termometerskala, där kokpunkten för vatten vid normalt atmosfärstryck tas 0 grader och isens smältning är 100 grader.

FYSISK RAPPORT

TEMPERATURSKALA, THERMOMETER

Och deras inventerare

Temperaturvågor. Det finns flera graderade temperaturvågar, och frysning och kokpunkt av vatten brukar tas som referenspunkter. Nu är den vanligaste i världen Celsius-skalan. År 1742 föreslog den svenska astronomen Anders Celsius en 100 graders termometerskala, där kokpunkten för vatten vid normalt atmosfärstryck tas 0 grader och isens smältning är 100 grader. Skalavdelningen är 1/100 av denna skillnad. När de började använda termometrar visade sig det vara bekvämare att byta 0 och 100 grader. Kanske tog Carl Linney del i detta (han lärde medicin och naturvetenskap vid samma Uppsala universitet, där Celsius är astronomi), som år 1838 föreslog att issmältningstemperaturen skulle vara 0 temperatur, men tycks inte ha tänkt på den andra referenspunkten. Hittills har Celsius-skalan förändrats något: isets temperatur smälter vid normalt tryck, vilket inte är mycket beroende av tryck, antas fortfarande vara vid 0 ° C. Men kokpunkten vid vatten vid atmosfärstryck är nu 99.975 ° C, vilket inte påverkar mätnoggrannheten hos nästan alla termometrar, förutom speciella precisionstermometrar. Temperaturskalaerna Fahrenheit (i den andra varianten som antagits sedan 1714) har tre fasta punkter: 0 ° motsvarade temperaturen för en blandning av vatten, is och ammoniak, 96 ° - kroppstemperaturen hos en frisk person ( under armen eller munnen). Som referenstemperatur för verifiering av olika termometrar togs ett värde av 32 ° för isens smältpunkt. Fahrenheit-skalan är utbredd i engelsktalande länder, men den används nästan aldrig i vetenskaplig litteratur. För att konvertera Celsius-temperaturen (С) till Fahrenheit-temperaturen (температурыF) finns en formel F = (9/5) C + 32 och för omvänd översättning - formeln C = (5/9) (F 32). Båda vågar, både Fahrenheit och Celsius, är mycket obekväma vid utförande av experiment under betingelser där temperaturen sjunker under fryspunkten för vatten och uttrycks av ett negativt tal. I sådana fall introducerades absoluta temperaturskalor, vilka är baserade på extrapolering till den så kallade absoluta nollpunkten - den punkt vid vilken molekylrörelsen ska stoppa. En av dem kallas Rankine-skalan, och den andra är den absoluta termodynamiska skalan; temperaturerna mäts i grader Rankin (Rа) och Kelvin (K). Båda vågarna börjar vid en absolut noll temperatur och fryspunkten för vatten motsvarar 491,7 R och 273,16 K. Antalet grader och kelviner mellan fryspunkten och kokpunkten för vatten på Celsius-skalan och den absoluta termodynamiska skalan är desamma och lika med 100; För Fahrenheit och Rankin vågar är det också detsamma, men det är 180. Grader Celsius konverteras till Kelvin med formeln K = C + 273.16 och grader Fahrenheit konverteras till grader Rankin med formeln R = F + 459.7. I Europa distribuerades Reaumur-skalan, som introducerades 1730 av Rene Antoine de Reaumure, under lång tid. Det är inte uppbyggt godtyckligt, som Fahrenheit-skalan, men i enlighet med den termiska expansionen av alkohol (i förhållandet 1000: 1080). 1 grad Reaumur är lika med 1/80 av temperaturintervallet mellan isens smältpunkter (0 ° R) och kokande vatten (80 ° R), dvs 1 ° = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R, men för närvarande inte användbar.

Efter införandet av International System of Units (SI) rekommenderas två temperaturskalor för användning. Den första skalan är termodynamisk, som inte beror på egenskaperna hos den använda substansen (arbetsmedium) och introduceras genom Carnot-cykeln. Temperaturenheten i denna temperaturskala är en kelvin (1 K) - en av grundenheterna i SI-systemet. Denna enhet är uppkallad efter den engelske fysikern William Thomson (Lord Kelvin), som utvecklade denna skala och behöll temperaturmätningsenheten på samma sätt som på Celsius temperaturskala. Den andra rekommenderade temperaturskalan är internationell praktisk. Denna skala har 11 referenspunkter - fasövergångstemperaturerna för ett antal rena ämnen, och värdena för dessa temperaturpunkter förblir hela tiden raffinerade. Enheten för temperaturmätning i den internationella praktiska skalan är också 1 K.

För närvarande är den huvudsakliga referenspunkten för både den termodynamiska skalan och den internationella praktiska temperaturskalan den tredubbla punkten av vatten. Denna punkt motsvarar strikt definierade temperatur- och tryckvärden vid vilka vatten samtidigt kan förekomma i fasta, flytande och gasformiga tillstånd. Om det termodynamiska systemets tillstånd bestäms endast av värdena på temperatur och tryck, kan trippelpunktet endast vara en. I SI-systemet antas temperaturen på den tredubbla vattentemperaturen vara 273,16 K vid ett tryck av 609 Pa.

Förutom att man fastställer referenspunkter som bestäms av temperaturstandarden är det nödvändigt att välja den termodynamiska egenskapen hos kroppen, vilken beskrivs av en fysisk kvantitet, vars förändring är ett tecken på en temperaturförändring eller ett termometriskt tecken. Denna egenskap bör vara ganska lätt reproducerbar, och den fysiska kvantiteten - lätt uppmätt. Mätning av den angivna fysiska kvantiteten gör det möjligt att få en uppsättning temperaturpunkter (och motsvarande temperaturvärden), mellanliggande med avseende på referenspunkterna.

Förhållandet mellan temperaturen skala Fahrenheit och Celsius

fahrenheit skala Celsius skala

Kokpunkt 212 ° 100 °

32 ° 0 ° fryspunkt

Temperaturen av absolut noll -459,67 ° -273,15 °

När du konverterar från Fahrenheit till Celsius, subtrahera 32 från det ursprungliga numret och multiplicera med 5/9.

När man konverterar från Celsius till Fahrenheit multipliceras det ursprungliga numret med 9/5 och läggs till 32.

Termometrar. Tyska Gabriel Daniel Fahrenheit gjorde ett avgörande bidrag till utvecklingen av utformningen av termometrar. År 1709 uppfann han en alkoholtermometer, och år 1714 - en kvicksilvertermometer. Han gav dem samma form som gäller nu. Framgången av hans termometrar bör sökas i den nya metoden för att rena kvicksilver som införs av honom; Dessutom kokade han vätskan i röret före lödning.

Rene Antoine de Reaumur godkände inte kvicksilveranvändning i termometrar på grund av kvicksilverets låga expansionskoefficient. År 1730 föreslog han att även använda alkohol i termometrar. År 1731 uppfann han en vattenalkoholtermometer. Och sedan Reomur fann att den alkohol som användes av honom, blandad i ett förhållande av 5: 1 med vatten, expanderar i ett förhållande av 1000: 1080 då temperaturen förändras från frysning till kokpunkten av vatten föreslog han en skala från 0 till 80 °.

Vetenskapsmän. Anders Celsius. Anders Celsius föddes den 27 november 1701 i Sverige. Hans intresseområden: astronomi, allmän fysik, geofysik.

Han lärde astronomi vid Uppsala universitet, grundade ett astronomiskt observatorium där.

Celsius mättade först stjärnans ljusstyrka, etablerade förhållandet mellan norrskenet och vibrationerna i jordens magnetfält.

Han deltog i Lapplands expedition 1736-1737 för att mäta meridianen. När han återvände från polarregionerna började Celsius aktivt arbeta med organisationen och byggandet av det astronomiska observatoriet i Uppsala och blev 1740 direktör. Anders Celsius dog 25 mars 1744.

Mineralet som heter Celsins är uppkallat efter det - en slags bariumfeldspar.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) - Tysk fysiker. Född 24 maj 1686 i Danzig (nu Gdansk, Polen). Han studerade fysik i Tyskland, Holland och England. Nästan hela sitt liv bodde han i Holland, där han var engagerad i tillverkningen av exakta meteorologiska instrument. År 1709 gjorde han en alkohol, 1714 - en kvicksilvertermometer med en ny metod för att rena kvicksilver. För en kvicksilvertermometer byggde Fahrenheit en skala med tre referenspunkter: 0 ° motsvarade vatten-is-ammoniakblandningstemperaturen, 96 ° till kroppstemperaturen hos en frisk person och 32 ° för issmältpunkten togs som referenstemperatur. Kokpunkten för rent vatten på Fahrenheit-skalan var 212 °. Fahrenheit-skalan används i många engelsktalande länder, även om den gradvis ger plats åt Celsius-skalan. Förutom tillverkningen av termometrar var Fahrenheit engagerad i förbättringen av barometrar och hygrometrar. Han undersökte också beroende av förändringen i kokpunkten för en vätska på atmosfärstrycket och salthalten i det, upptäckte fenomenet överkylning av vatten och sammanställde tabellerna med kroppens specifika tyngdkrav. Fahrenheit dog i Haag den 16 september 1736.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) föddes den 28 februari 1683 i La Rochelle, en fransk naturalist, utländsk hedersmedlem i St Petersburgs vetenskapsakademi (1737). Fungerar på regenerering, fysiologi, insektens kolonier. Han föreslog en temperatur skala, namngiven efter honom. Han perfekterade vissa metoder för stålförberedelse, en av de första försöken gjordes för att vetenskapligt underbygga några av gjutningsprocesserna, han skrev arbetet The Art of Transforming Iron to Steel. Han kom till en värdefull slutsats, järn, stål, gjutjärn, skiljer sig i mängden av förorening och genom att tillsätta denna blandning till järn, genom cementering eller smältning med järn Reomur mottaget stål. I 1814 visade K. Careten att kol är en förorening.

Reaumur gav en metod att göra frostat glas.

Idag kopplar minnet bara sitt namn till uppfinningen med en långvarig temperaturskala. Faktum är att Rene Antoine Ferschant de Reaumure, som bodde 1683-1757, huvudsakligen i Paris, tillhörde de vetenskapsmän vars universalitet i vår tid - tiden för smal specialisering - är svår att föreställa sig. Reaumur var samtidigt en tekniker, fysiker och naturalist. Han fick stor berömmelse utanför Frankrike som entomolog. Under de senaste åren av hans liv kom Reaumur till tanken att sökandet efter den mystiska omvandlingsmakten borde genomföras på de ställen där dess manifestation är mest uppenbart - när man omvandlar mat i kroppen, dvs. med hennes assimilering.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), skotsk ingenjör och fysiker, en av skaparna av teknisk termodynamik. Han föreslog en teoretisk ångmotorcykel (Rankin-cykel), en temperaturskala (Rankin-skala), vars noll sammanfaller med noll termodynamisk temperatur och i storlek 1 grad R. (° R) är 5/9 K (skalan är inte utbredd).

FYSISK RAPPORT

TEMPERATURSKALA, THERMOMETER

Och deras inventerare

Temperaturvågor. Det finns flera graderade temperaturvågar, och frysning och kokpunkt av vatten brukar tas som referenspunkter. Nu är den vanligaste i världen Celsius-skalan. År 1742 föreslog den svenska astronomen Anders Celsius en 100 graders termometerskala, där kokpunkten för vatten vid normalt atmosfärstryck tas 0 grader och isens smältning är 100 grader. Skalavdelningen är 1/100 av denna skillnad. När de började använda termometrar visade sig det vara bekvämare att byta 0 och 100 grader. Kanske tog Carl Linney del i detta (han lärde medicin och naturvetenskap vid samma Uppsala universitet, där Celsius är astronomi), som år 1838 föreslog att issmältningstemperaturen skulle vara 0 temperatur, men tycks inte ha tänkt på den andra referenspunkten. Hittills har Celsius-skalan förändrats något: isets temperatur smälter vid normalt tryck, vilket inte är mycket beroende av tryck, antas fortfarande vara vid 0 ° C. Men kokpunkten vid vatten vid atmosfärstryck är nu 99.975 ° C, vilket inte påverkar mätnoggrannheten hos nästan alla termometrar, förutom speciella precisionstermometrar. Temperaturskalaerna Fahrenheit (i den andra varianten som antagits sedan 1714) har tre fasta punkter: 0 ° motsvarade temperaturen för en blandning av vatten, is och ammoniak, 96 ° - kroppstemperaturen hos en frisk person ( under armen eller munnen). Som referenstemperatur för verifiering av olika termometrar togs ett värde av 32 ° för isens smältpunkt. Fahrenheit-skalan är utbredd i engelsktalande länder, men den används nästan aldrig i vetenskaplig litteratur. För att konvertera Celsius-temperaturen (С) till Fahrenheit-temperaturen (температурыF) finns en formel F = (9/5) C + 32 och för omvänd översättning - formeln C = (5/9) (F 32). Båda vågar, både Fahrenheit och Celsius, är mycket obekväma vid utförande av experiment under betingelser där temperaturen sjunker under fryspunkten för vatten och uttrycks av ett negativt tal. I sådana fall introducerades absoluta temperaturskalor, vilka är baserade på extrapolering till den så kallade absoluta nollpunkten - den punkt vid vilken molekylrörelsen ska stoppa. En av dem kallas Rankine-skalan, och den andra är den absoluta termodynamiska skalan; temperaturerna mäts i grader Rankin (Rа) och Kelvin (K). Båda vågarna börjar vid en absolut noll temperatur och fryspunkten för vatten motsvarar 491,7 R och 273,16 K. Antalet grader och kelviner mellan fryspunkten och kokpunkten för vatten på Celsius-skalan och den absoluta termodynamiska skalan är desamma och lika med 100; För Fahrenheit och Rankin vågar är det också detsamma, men det är 180. Grader Celsius konverteras till Kelvin med formeln K = C + 273.16 och grader Fahrenheit konverteras till grader Rankin med formeln R = F + 459.7. I Europa distribuerades Reaumur-skalan, som introducerades 1730 av Rene Antoine de Reaumure, under lång tid. Det är inte uppbyggt godtyckligt, som Fahrenheit-skalan, men i enlighet med den termiska expansionen av alkohol (i förhållandet 1000: 1080). 1 grad Reaumur är lika med 1/80 av temperaturintervallet mellan isens smältpunkter (0 ° R) och kokande vatten (80 ° R), dvs 1 ° = 1,25 ° C, 1 ° C = 0,8 ° R, men för närvarande inte användbar.

Efter införandet av International System of Units (SI) rekommenderas två temperaturskalor för användning. Den första skalan är termodynamisk, som inte beror på egenskaperna hos den använda substansen (arbetsmedium) och introduceras genom Carnot-cykeln. Temperaturenheten i denna temperaturskala är en kelvin (1 K) - en av grundenheterna i SI-systemet. Denna enhet är uppkallad efter den engelske fysikern William Thomson (Lord Kelvin), som utvecklade denna skala och behöll temperaturmätningsenheten på samma sätt som på Celsius temperaturskala. Den andra rekommenderade temperaturskalan är internationell praktisk. Denna skala har 11 referenspunkter - fasövergångstemperaturerna för ett antal rena ämnen, och värdena för dessa temperaturpunkter förblir hela tiden raffinerade. Enheten för temperaturmätning i den internationella praktiska skalan är också 1 K.

För närvarande är den huvudsakliga referenspunkten för både den termodynamiska skalan och den internationella praktiska temperaturskalan den tredubbla punkten av vatten. Denna punkt motsvarar strikt definierade temperatur- och tryckvärden vid vilka vatten samtidigt kan förekomma i fasta, flytande och gasformiga tillstånd. Om det termodynamiska systemets tillstånd bestäms endast av värdena på temperatur och tryck, kan trippelpunktet endast vara en. I SI-systemet antas temperaturen på den tredubbla vattentemperaturen vara 273,16 K vid ett tryck av 609 Pa.

Förutom att man fastställer referenspunkter som bestäms av temperaturstandarden är det nödvändigt att välja den termodynamiska egenskapen hos kroppen, vilken beskrivs av en fysisk kvantitet, vars förändring är ett tecken på en temperaturförändring eller ett termometriskt tecken. Denna egenskap bör vara ganska lätt reproducerbar, och den fysiska kvantiteten - lätt uppmätt. Mätning av den angivna fysiska kvantiteten gör det möjligt att få en uppsättning temperaturpunkter (och motsvarande temperaturvärden), mellanliggande med avseende på referenspunkterna.

Förhållandet mellan temperaturen skala Fahrenheit och Celsius

fahrenheit skala Celsius skala

Kokpunkt 212 ° 100 °

32 ° 0 ° fryspunkt

Temperaturen av absolut noll -459,67 ° -273,15 °

När du konverterar från Fahrenheit till Celsius, subtrahera 32 från det ursprungliga numret och multiplicera med 5/9.

När man konverterar från Celsius till Fahrenheit multipliceras det ursprungliga numret med 9/5 och läggs till 32.

Termometrar. Tyska Gabriel Daniel Fahrenheit gjorde ett avgörande bidrag till utvecklingen av utformningen av termometrar. År 1709 uppfann han en alkoholtermometer, och år 1714 - en kvicksilvertermometer. Han gav dem samma form som gäller nu. Framgången av hans termometrar bör sökas i den nya metoden för att rena kvicksilver som införs av honom; Dessutom kokade han vätskan i röret före lödning.

Rene Antoine de Reaumur godkände inte kvicksilveranvändning i termometrar på grund av kvicksilverets låga expansionskoefficient. År 1730 föreslog han att även använda alkohol i termometrar. År 1731 uppfann han en vattenalkoholtermometer. Och sedan Reomur fann att den alkohol som användes av honom, blandad i ett förhållande av 5: 1 med vatten, expanderar i ett förhållande av 1000: 1080 då temperaturen förändras från frysning till kokpunkten av vatten föreslog han en skala från 0 till 80 °.

Vetenskapsmän. Anders Celsius. Anders Celsius föddes den 27 november 1701 i Sverige. Hans intresseområden: astronomi, allmän fysik, geofysik.

Han lärde astronomi vid Uppsala universitet, grundade ett astronomiskt observatorium där.

Celsius mättade först stjärnans ljusstyrka, etablerade förhållandet mellan norrskenet och vibrationerna i jordens magnetfält.

Han deltog i Lapplands expedition 1736-1737 för att mäta meridianen. När han återvände från polarregionerna började Celsius aktivt arbeta med organisationen och byggandet av det astronomiska observatoriet i Uppsala och blev 1740 direktör. Anders Celsius dog 25 mars 1744.

Mineralet som heter Celsins är uppkallat efter det - en slags bariumfeldspar.

Gabriel Fahrenheit. Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) - Tysk fysiker. Född 24 maj 1686 i Danzig (nu Gdansk, Polen). Han studerade fysik i Tyskland, Holland och England. Nästan hela sitt liv bodde han i Holland, där han var engagerad i tillverkningen av exakta meteorologiska instrument. År 1709 gjorde han en alkohol, 1714 - en kvicksilvertermometer med en ny metod för att rena kvicksilver. För en kvicksilvertermometer byggde Fahrenheit en skala med tre referenspunkter: 0 ° motsvarade vatten-is-ammoniakblandningstemperaturen, 96 ° till kroppstemperaturen hos en frisk person och 32 ° för issmältpunkten togs som referenstemperatur. Kokpunkten för rent vatten på Fahrenheit-skalan var 212 °. Fahrenheit-skalan används i många engelsktalande länder, även om den gradvis ger plats åt Celsius-skalan. Förutom tillverkningen av termometrar var Fahrenheit engagerad i förbättringen av barometrar och hygrometrar. Han undersökte också beroende av förändringen i kokpunkten för en vätska på atmosfärstrycket och salthalten i det, upptäckte fenomenet överkylning av vatten och sammanställde tabellerna med kroppens specifika tyngdkrav. Fahrenheit dog i Haag den 16 september 1736.

Rene Reaumur. Rene Antoine de Reaumur (Rene Antoin de Reaumur) föddes 28 februari 1683 i La Rochelle, den franska naturforskaren, utländska hedersmedlem Petersburg AN (1737). Fungerar på regenerering, fysiologi, insektens kolonier. Han föreslog en temperatur skala, namngiven efter honom. Han förbättrade vissa metoder för stålberedning, en av de första försöken gjordes för att vetenskapligt underbygga några av gjutningsprocesserna, skrev han arbetet The Art of Transforming Iron to Steel. Han kom till en värdefull slutsats, järn, stål, gjutjärn, skiljer sig i mängden av förorening och genom att tillsätta denna blandning till järn, genom cementering eller smältning med järn Reomur mottaget stål. I 1814 visade K. Careten att kol är en förorening.

Reaumur gav en metod att göra frostat glas.

Idag kopplar minnet bara sitt namn till uppfinningen med en långvarig temperaturskala. Faktum är att Rene Antoine Ferschant de Reaumure, som bodde 1683-1757, huvudsakligen i Paris, tillhörde de vetenskapsmän vars universalitet i vår tid - tiden för smal specialisering - är svår att föreställa sig. Reaumur var samtidigt en tekniker, fysiker och naturalist. Han fick stor berömmelse utanför Frankrike som entomolog. Under de senaste åren av hans liv kom Reaumur till tanken att sökandet efter den mystiska omvandlingsmakten borde genomföras på de ställen där dess manifestation är mest uppenbart - när man omvandlar mat i kroppen, dvs. med hennes assimilering.

William Rankin. William John Macquarne Rankin (William John M. Rankine) (1820-72), skotsk ingenjör och fysiker, en av skaparna av teknisk termodynamik. En teoretisk cykel ångmaskin (Rankine-cykel), temperaturskala (Rankine), som sammanfaller med noll noll termodynamisk temperatur, och storleken på en deg R. (° R) K är lika med 5/9 (vågen inte används i stor utsträckning).