Mis on termomeetrilised kaalud ja kuidas need jagunevad?

Termomeetria vastutab temperatuuri mõõtmise eest erinevates süsteemides ja see on üsna empiiriliste alguste distsipliin, kuna alates Hippokratese ajast oli meditsiinivaldkonnas kehade temperatuuri teadvustamine puudutuse kaudu ja vastavalt tajutud tunne liigitati see "magusaks kuumuseks" või "põletavaks palavikuks". Teaduslik roll sai asuda alles termomeetri väljatöötamisel, mille tegi Galileo Galilei aastaid hiljem, kui see uurimisvaldkond empiirilistest vetest lahkus.

Me kõik teame termomeetrit kui vahendit keha ja keskkonna temperatuuri mõõtmiseks, kuid Kuidas see töötab? Kust tulid termomeetrilised kaalud? Kuid enne neile küsimustele vastamist on oluline täpsustada muutuja mõiste, antud juhul temperatuuri mõõtmine.

Temperatuur, termomeetrilise skaala põhiühik

Sõna temperatuur nimetades mõtlesite kindlasti soojuse hulka, kuid kõigepealt tuleb arvestada sellega kuumus ei ole sama mis temperatuur, kuigi loomulikult on mõlemad muutujad omavahel tihedalt seotud.

Soojus on energia hulk, mille ülekanne on seotud temperatuuri gradiendiga kahe süsteemi vahel, mis tähendab, et temperatuur on muutuja, mis määrab soojuse, kuid see ei ole soojus ise. Temperatuur on seotud kineetilise energiaga, mis määrab osakeste liikumise süsteemis, ja kuivõrd osakeste liikumine on suurema segistusega, seda suurem on nn termomeetriliste skaalade tekitatud suurus ”.

Termomeeter, termomeetria alus

Nagu juba mainitud, oli esimese termomeetri looja Galileo Galilei, selle instrumendi disain põhines vertikaalse, mõlemast otsast suletud klaastoru kokkupanekul, mis sisaldas vett, millesse uputati mitu suletud klaaskera., Värvilise vedelikuga sees. See võimaldas teha esimesed andmed temperatuuri kõikumiste kohta. Selles esimeses termomeetris kasutati vedelikku, kuid hiljem asendati see alkoholiga, kuna väga madalatel temperatuuridel saavutatud vesi jõudis külmumispunktini ja kui atmosfäärirõhk varieerus, registreeriti veetaseme kõikumised, ilma et see tähendaks temperatuuri kõikumine.

Aastatel 1611–1613. Santorio ühendab Galileo instrumendiga arvulise skaala. Kuid see instrument ei andnud endiselt täpseid tulemusi, kuna mõõtevedelik oli atmosfäärirõhule väga vastuvõtlik. 1714. aastal lülitas Daniel Fahrenheit mõõtmisse elavhõbeda.

Elavhõbeda kasutamine oli seadme täpsuses suur edasiminek, kuna kõrge paisumisteguriga temperatuuri põhjustatud häired olid kergesti märgatavad.

Termomeetri tööpõhimõte

Kui süsteemi kaks osa kokku puutuvad, võib eeldada, et mõlema omadustes ilmnevad variatsioonid, mis on seotud nende vahelise soojusülekande nähtusega. Süsteemi termilise tasakaalu saavutamiseks peavad olema täidetud järgmised tingimused:

  • Asjaosaliste vahel ei tohiks olla soojusvahetust
  • Ükski temperatuurist sõltuv omadus ei tohiks erineda.

Termomeeter töötab Termodünaamika nullprintsiip, mis loob termilise tasakaalu kahe muutuja vastastikuse seose. Mis tähendab, et elavhõbe kui temperatuuri muutustele vastuvõtlik vedelik jõuab tasakaalu keha või keskkonnaga, mille temperatuuri väärtust me teada tahame, omaks oma temperatuuri väärtuse.

Termomeetriliste kaalude väljatöötamine

Nagu me juba mainisime, oli Galileo instrumendis mõõteparameetri kehtestamise vajaduse esimene nägija Santorio, kes kehtestas arvulise skaala ilma igasuguse füüsilise tundeta. Sellel sündmusel oli aga suur tähtsus termomeetriliste kaalude väljatöötamisel.

Rømeri hinne

Rømer on skaala, mis põhineb soolvee külmumisel ja keemisel. Seda skaalat ei kasutata praegu, kuna see ei anna täpseid tulemusi.

Fahrenheiti skaala

Daniel Fahrenheit oli tehniliste instrumentide tootja, kes oli alkoholitermomeetri autor 1709. aastal ja siis aastaid hiljem valmistas ta esimese elavhõbedapõhise termomeetri. See saksa päritolu leiutaja töötas välja meelevaldse termomeetrilise skaala, mis kannab tema nime ja millel on järgmised omadused:

  • Sellel ei ole negatiivseid väärtusi, kuna tol ajal ei olnud mõisteid alla 0 temperatuuri kohta, seetõttu toimub vee keemine temperatuuril 212 ° F ja külmumine temperatuuril 32 ° F.
  • See on üsna täpne, kuna see põhineb elavhõbeda termomeetri vaatlustel, materjalil, mille paisumine selles temperatuurivahemikus on peaaegu ühtlane.
  • Täppistermomeetriga mõõtis Fahrenheit vee keemistemperatuuri muutumist ümbritseva rõhu tingimustes ja suutis kindlaks teha, et keemistemperatuur on igale vedelale ainele iseloomulik.
  • Selle kasutamine on levinud sellistes riikides nagu Ameerika Ühendriigid ja Suurbritannia.

Celsiuse skaala

Termomeetriliste kaalude seas saavutas see omal ajal suure populaarsuse. Selle leiutas 1742. aastal Rootsi astronoom Andrés Celsius, kes arendas selle välja, võttes madalama väärtusena vee külmumistemperatuuri ja maksimaalseks keemistemperatuuri. Celsius sooritas nende kahe punkti vahel 100 jaotust.

Erinevalt teistest skaaladest töötab sajandik 100 astmega ja selle kasutamist on laiendatud koduseks otstarbeks, kuna teaduse valdkonnas eelistatakse absoluutse Kelvini skaala kasutamist.

Absoluutne skaala

Seda skaalat nimetatakse "absoluutseks", mis mõtiskleb absoluutse nulli väärtuse üle ja selle tähtsus seisneb põhimõtteliselt selles aspektis, kuna see ei sõltu suvalistest fikseeritud punktidest, vaid esitab temperatuuri molekulaarse kineetika väljendusena, saades väärtuse. punktis, kus määrati molekulaarse liikumise lakkamine.

Oluline on märkida, et see temperatuur on seotud Celsiuse skaalaga, kuna mõlemad töötavad 100-kraadise astmena.

Rankine skaala

1859. aastal pakkus insener William Rankine välja selle skaala, mis on seotud Fahrenheiti kraadidega, kuna see tegeleb sama astmega, kuid see skaala kaalub absoluutse nulli olemasolu. Analoogia põhjal võib öelda, et Celsiuse-Kelvini suhe on sama laadi kui Fahrenheit-Rankine.

Konversioonid termomeetriliste kaalude vahel

Konversioonide kasutamisel on probleemilahenduse valdkonnas suur tähtsus, selle määrab asjaolu, et me ei saa rühmitada erineva iseloomuga muutujaid. Ja kuna eri teadusharusid saab käsitleda erinevate termomeetriliste skaalade osas, on loodud seosed, mis võimaldavad väärtusi teisendada.

  • Fahrenheit (ºF) - Rankine (ºR)

ºF = ºR-460

  • Celsius (ºC) - Kelvin (ºK)

ºC = ºK-273

  • Celsiuse järgi (ºC) - Fahrenheit (ºF)

° C = (° F-32) / 1,8


Ole esimene kommentaar

Jäta oma kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Kohustuslikud väljad on tähistatud *

  1. Andmete eest vastutab: Miguel Ángel Gatón
  2. Andmete eesmärk: Rämpsposti kontrollimine, kommentaaride haldamine.
  3. Seadustamine: teie nõusolek
  4. Andmete edastamine: andmeid ei edastata kolmandatele isikutele, välja arvatud juriidilise kohustuse alusel.
  5. Andmete salvestamine: andmebaas, mida haldab Occentus Networks (EL)
  6. Õigused: igal ajal saate oma teavet piirata, taastada ja kustutada.