в

Виды температур

виды температур

 

Статья рассматривает виды температур. Сравнивает три основных температурных шкалы: Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Знакомит с взаимосвязью между энергией, теплом и температурой. Принцип термометров объясняется, начиная с термоскопа Галилея в 1597 году. В нем обсуждается, как разные системы используют разные ссылки для количественной оценки тепловой энергии.

Измерение температуры — сравнительно новая концепция. Ранние ученые поняли разницу между «горячо» и «холодно». Но у них не было никакого способа , чтобы количественно оценить различные степени тепла до семнадцатого века. В 1597 году итальянский астроном Галилео Галилей изобрел простой водный термоскоп. Устройство, которое состояло из длинной стеклянной трубки, перевернутой в герметичный сосуд. В нём находился воздух и вода. Когда сосуд нагревали, воздух расширялся и выталкивал жидкость вверх по трубке. Уровень воды в трубке можно было сравнить при разных температурах, чтобы показать относительные изменения по мере добавления или удаления тепла. Однако у термоскопа не было простого способа напрямую определить температуру.

Несколько лет спустя итальянский врач и изобретатель Санторио Санторио улучшил конструкцию Галилея, добавив к термоскопу числовую шкалу. Эти ранние термоскопы привели к развитию термометров, заполненных жидкостью, которые обычно используются сегодня. Современные термометры работают на основе тенденции некоторых жидкостей расширяться при нагревании. Поскольку жидкость внутри градусника поглощает тепло , она расширяется, занимая больший объем и заставляя уровень жидкости внутри трубки повышаться. Когда жидкость охлаждается, она сжимается, занимая меньший объем и вызывая падение уровня жидкости.

Температура — это мера количества тепловой энергии, которой обладает объект. Поскольку температура является относительным измерением, для точного её измерения необходимо использовать шкалы, основанные на контрольных точках.

Сегодня для измерения температуры в мире обычно используются три основные шкалы: Фаренгейта (° F), Цельсия (° C) и Кельвина (K). Каждая из них использует различный набор делений, основанный на разных контрольных точках, как подробно описано ниже.

Даниэль Габриэль Фаренгейт (1686-1736) был немецким физиком, которому приписывают изобретение спиртового термометра в 1709 году и ртутного термометра в 1714 году. Температурная шкала Фаренгейта была разработана в 1724 году. Смесь лед-вода-соль была установлена ​​на 0 градусов. Температура смеси ледяной воды (без соли) была установлена ​​на уровне 30 градусов. А температура человеческого тела была установлена ​​на уровне 96 градусов. Используя эту градацию, Фаренгейт измерил температуру кипящей воды как 212 ° F по своей шкале. Позже он отрегулировал точку замерзания воды с 30 ° F до 32 ° F, таким образом сделав интервал между точками замерзания и кипения воды равным 180 градусам (и сделав температуру тела знакомой 98,6 ° F). Шкала Фаренгейта до сих пор широко используется в США.

По Цельсию

Андерс Цельсий (1701-1744) был шведским астрономом, которому приписывают изобретение шкалы Цельсия в 1742 году. Цельсий выбрал точку плавления льда (температура 0) и точку кипения воды в качестве двух эталонных температур, чтобы обеспечить простой и последовательный метод измерения термометра.

Калибровка (шкала температур). Цельсий разделил разницу температур между точками замерзания и кипения воды на 100 градусов (отсюда и название сенти , что означает сто, и степень, то есть степени). После смерти Цельсия шкала сенти была переименована в шкалу Цельсия, и точка замерзания воды была установлена ​​на 0 ° C. А точка кипения воды — на 100 ° C. Шкала Цельсия имеет приоритет над шкалой Фаренгейта в научных исследованиях, потому что она более совместима с форматом десятичной основы Международной системы (СИ) метрических измерений. Кроме того, измерение Цельсия обычно используется в большинстве стран мира, кроме США.

 

 

Кельвин

Лорд Уильям Кельвин (1824–1907) был шотландским физиком, который изобрел шкалу Кельвина (K) в 1854 году. Она основана на идее абсолютного нуля, теоретической температуры, при которой все молекулярное движение прекращается и никакая различимая энергия не может быть измерена. В теории, нулевая точка на шкале Кельвина является минимально возможной температурой, которая существует во вселенной: -273.15ºC.

Шкала Кельвина использует ту же единицу деления по шкале Цельсия. Однако он сбрасывает нулевую точку на абсолютный ноль: -273,15 ° C. Таким образом, температура замерзания воды составляет 273,15 К (градуировки на шкале называются Кельвинами, и ни термин «градус», ни символ º не используются), а 373,15 К — точка кипения воды.

Шкала Кельвина, как и шкала Цельсия, является стандартной единицей измерения СИ. Обычно используется в научных измерениях. Поскольку на  Кельвина нет отрицательных чисел (так как теоретически ничто не может быть холоднее абсолютного нуля), очень удобно использовать значения Кельвина при измерении экстремально низких температур в научных исследованиях . (Три шкалы сравниваются на рисунке 1.)

 

температурные шкалы
Рисунок 1: Сравнение трех различных температурных шкал.

Хотя это может показаться запутанным, каждая из трех обсуждаемых температурных шкал позволяет нам измерять тепловую энергию немного по-разному. Измерение температуры в любой из трех шкал можно легко преобразовать в другую шкалу, используя приведенные ниже простые формулы.

 

Изпо Фаренгейтупо ЦельсиюКельвину
ºFF(ºF — 32) /1,8(ºF-32) * 5/9 + 273,15
ºC(ºC * 1,8) + 32CºC + 273,15
K(К-273.15) * 9/5 + 32К — 273,15K

Таблица 1: Преобразование температуры

 

Ключевые идеи

  • Существует три различных системы измерения тепловой энергии (температуры): по Фаренгейту, Цельсию и Кельвину.
  • В научных измерениях чаще всего используют шкалу Кельвина или Цельсия в качестве единицы измерения температуры.
  • Ничто не может быть холоднее абсолютного нуля — точки, в которой прекращается все молекулярное движение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

виды крыш частных домов

ВИДЫ КРЫШ

виды наращенных ресниц

Виды наращенных ресниц