Термометриялық таразы дегеніміз не және олар қалай бөлінеді?

Термометрия әр түрлі жүйелердегі температураны өлшеуге жауап береді және жеткілікті эмпирикалық бастама пәні болып табылады, өйткені Гиппократ заманынан бастап медицина саласында денелердің температурасы жанасу арқылы және соған сәйкес болды. «тәтті жылу» немесе «жанып тұрған ыстығы» деп жіктелген сезім. Алайда, Галилео Галилейдің термометрін дамытқанына дейін, бірнеше жыл өткен соң, бұл зерттеу саласы эмпирикалық суларды тастап, ғылыми рөлге ие болды.

Барлығымыз термометрді дененің және қоршаған ортаның температурасын өлшеуге арналған құрал ретінде білеміз, бірақ Бұл қалай жұмыс істейді? Термометриялық таразы қайдан пайда болды? Бірақ бұл сұрақтарға жауап бермес бұрын, біз өлшейтін айнымалының, бұл жағдайда, температураның тұжырымдамасын нақтылау қажет.

Температура, термометриялық шкаланың негізгі бірлігі

Температура сөзін атау кезінде сіз жылу мөлшері туралы ойладыңыз, бірақ бірінші кезекте ескеру керек жылу температурамен бірдей емес, әрине, екі айнымалы да бір-бірімен тығыз байланысты.

Жылу - бұл берілу екі жүйе арасындағы температура градиентімен байланысты энергия мөлшері, демек, температура жылуды анықтайтын айнымалы болып табылады, бірақ ол жылу өзі емес. Температура кинетикалық энергиямен байланысты, бұл жүйедегі бөлшектердің қозғалысын анықтайды, ал бөлшектердің қозғалуында үлкен қозу болған сайын «термометриялық таразы» деп аталатын шама үлкен болады. ».

Термометр, термометрияның негізі

Жоғарыда айтылғандай, алғашқы термометрді жасаушы Галилео Галилей болды, бұл аспаптың конструкциясы екі шеті жабық, құрамында бірнеше жабық шыны сфералар суға батқан тік шыны түтікті құрастыруға негізделген, түрлі-түсті сұйықтықпен. ішінде. Бұл температура ауытқуларының алғашқы жазбаларын жасауға мүмкіндік берді. Осы бірінші термометрде қолданылған сұйықтық су болды, дегенмен оны кейінірек алкогольмен алмастырды, өйткені өте төмен температурадағы су қату деңгейіне жетті, ал атмосфералық қысым өзгерген кезде су деңгейінің ауытқуы тіркелді, бұл онсыз температураның өзгеруі.

1611 - 1613 жылдар аралығында. Санторио Галилейдің құралына сандық масштабты қосады. Алайда, бұл құрал әлі де нақты нәтиже берген жоқ, өйткені өлшеу сұйықтығы атмосфералық қысымға өте сезімтал болды. 1714 жылы Даниэль Фаренгейт өлшеуге сынапты енгізді.

Сынапты қолдану аспаптың дәлдігінде үлкен ілгерілеушілік болды, өйткені кеңею коэффициенті жоғары болғандықтан, температура бұзылулары оңай байқалады.

Термометрдің жұмыс принципі

Жүйенің екі бөлігі байланысқа түскенде, екеуінің де қасиеттерінде ауытқулар болады деп күтуге болады, бұл олардың арасындағы жылу беру құбылысымен байланысты. Жүйенің жылу тепе-теңдігінде болуы үшін келесі шарттар орындалуы керек:

  • Қатысушы тараптар арасында жылу алмасу болмауы керек
  • Температураға тәуелді қасиеттердің ешқайсысы өзгермеуі керек.

Термометр жұмыс істейді Термодинамиканың нөлдік принципі, бұл жылулық тепе-теңдіктегі екі айнымалының өзара байланысын орнатады. Бұл дегеніміз, температура өзгеруіне сезімтал сұйықтық ретінде сынап денемен немесе ортамен тепе-теңдікке енген кезде температура мәнін білгіміз келеді, оның температуралық мәнін қабылдайды.

Термометриялық шкала жасау

Жоғарыда айтып өткеніміздей, Галилейдің құралында өлшеу параметрін орнату қажеттілігінің алғашқы көрегені - сандық шкаланы ешқандай физикалық сезімінсіз орнатқан Санторио. Алайда, бұл оқиғаның қазіргі кезде біз білетін термометрия шкаласы дамуында үлкен маңызы болды.

Ромер сыныбы

Ромер - бұл тұзды суды қатыруға және қайнатуға негізделген шкал. Бұл шкала қазіргі уақытта қолданылуда, өйткені ол нақты нәтиже бермейді.

Фаренгейт шкаласы

Даниэль Фаренгейт 1709 жылы алкоголь термометрінің авторы болған техникалық аспаптардың өндірушісі болды, содан кейін бірнеше жылдан кейін сынап негізіндегі алғашқы термометрді жасады. Неміс тектес бұл өнертапқыш келесі сипаттамаларға ие өз еркімен термометриялық шкала жасады:

  • Ол теріс мәндерге ие емес, өйткені ол кезде 0-ден төмен температураға қатысты түсініктер болмаған, сондықтан судың қайнауы 212ºF, ал оның 32ºF-та қатуы жүреді.
  • Бұл өте дәл, өйткені ол сынап термометріндегі бақылауларға негізделген, бұл температура температурасында біркелкі кеңеюі бар материал.
  • Фаренгейт өзінің дәл термометрімен қоршаған орта қысымы жағдайында судың қайнау температурасының өзгеруін өлшеді және қайнау температурасы әрбір сұйық затқа тән екенін анықтай алды.
  • Оны қолдану АҚШ, Ұлыбритания сияқты елдерде таралды.

Цельсий шкаласы

Термометриялық таразы арасында бұл өз уақытында үлкен танымалдылыққа ие болды. Оны 1742 жылы швед астрономы Андрес Цельсий ойлап тапты, ол оны судың қату температурасын төменгі мәнге, ал қайнау температурасын максималды мәнге айналдыру арқылы дамытты. Цельсий осы екі пункттің арасында 100 бөлуді жүзеге асырды.

Басқа таразылардан айырмашылығы, центр 100 дипломмен жұмыс істейді және оны пайдалану тұрмыстық мақсаттарда кеңейтілді, өйткені ғылыми салада абсолютті Кельвин шкаласын қолдануға басымдық беріледі.

Абсолютті шкала

Бұл шкала абсолюттік нөлдің мәнін қарастыратын «абсолютті» деп аталады және оның мәні негізінен осы аспектте жатыр, өйткені ол ерікті бекітілген нүктелерге тәуелді емес, керісінше температураны молекулалық кинетиканың өрнегі ретінде көрсетеді. молекулалық қозғалыстың тоқтауы анықталған жерде.

Бұл температура Цельсий шкаласымен байланысты екенін ескеру маңызды, өйткені екеуі де 100-ді бітіреді.

Ранкин шкаласы

1859 жылы инженер Уильям Ранкин Фаренгейт дәрежесімен байланысты осы шкаланы ұсынды, өйткені ол бірдей дипломмен айналысады, бірақ бұл шкала абсолюттік нөлдің болуын қарастырады. Аналогияда Цельсий-Кельвин қатынасы Фаренгейт-Ранкинмен бірдей сипатта болады деп айтуға болады.

Термометриялық шкалалар арасындағы конверсиялар

Есептер шығару саласында конверсияны қолдану үлкен маңызға ие, ол әр түрлі сипаттағы айнымалыларды топтастыра алмайтындығымызбен анықталады. Әр түрлі пәндерді әр түрлі термометриялық шкала тұрғысынан қарастыруға болатындықтан, мәндерді түрлендіруге мүмкіндік беретін қатынастар орнатылды.

  • Фаренгейт (ºF) - Ранкин (ºR)

ºF = ºR- 460

  • Цельсий (ºC) - Кельвин (ºK)

ºC = ºK- 273

  • Цельсий (ºC) - Фаренгейт (ºF)

ºC = (ºF-32) / 1,8


Мақаланың мазмұны біздің ұстанымдарымызды ұстанады редакторлық этика. Қате туралы хабарлау үшін нұқыңыз Мұнда.

Бірінші болып пікір айтыңыз

Пікіріңізді қалдырыңыз

Сіздің электрондық пошта мекен-жайы емес жарияланады.

  1. Деректерге жауапты: Мигель Анхель Гатан
  2. Деректердің мақсаты: СПАМ-ны басқару, түсініктемелерді басқару.
  3. Заңдылық: Сіздің келісіміңіз
  4. Деректер туралы ақпарат: заңды міндеттемелерді қоспағанда, деректер үшінші тұлғаларға жіберілмейді.
  5. Деректерді сақтау: Occentus Networks (ЕО) орналастырған мәліметтер базасы
  6. Құқықтар: Сіз кез-келген уақытта ақпаратты шектей, қалпына келтіре және жоя аласыз.