체온 측정은 다양한 시스템의 온도 측정을 담당하며 히포크라테스 시대 이후 의학 분야에서 신체의 온도를 인식하고 접촉을 통해 신체의 온도를 인식했기 때문에 상당히 경험적인 시작의 학문입니다. 인지 된 감각은 "달콤한 열기"또는 "타는듯한 열"로 분류되었습니다. 그러나 수년 후 Galileo Galilei에 의해 온도계가 개발되기 전까지는이 연구 분야가 실험적인 물을 떠나 과학적 역할을 채택했습니다.
체온계는 체온과 환경을 측정하는 도구로 알고 있지만 어떻게 작동합니까? 온도계 저울은 어디에서 왔습니까? 그러나 이러한 질문에 답하기 전에 측정하는 변수 (이 경우 온도)의 개념을 명확히하는 것이 중요합니다.
온도계 스케일의 기본 단위 인 온도
온도라는 단어를 명명 할 때 반드시 열의 양을 생각했지만 가장 먼저 고려해야 할 사항은 열은 온도와 같지 않습니다물론, 두 변수는 서로 밀접하게 연결되어 있습니다.
열은 전달이 두 시스템 사이의 온도 구배와 관련된 에너지의 양입니다. 즉, 온도는 열을 결정하는 변수이지만 열 자체는 아닙니다. 온도는 시스템에서 입자의 움직임을 정의하는 운동 에너지와 관련이 있으며, 입자의 움직임에 더 큰 교반이있을수록 소위 "온도 측정 스케일"에 의해 생성되는 크기가 커집니다. ”.
온도계, 온도계의 기초
이미 언급했듯이 첫 번째 온도계의 제작자는 갈릴레오 갈릴레이 (Galileo Galilei)였으며,이 악기의 디자인은 양쪽 끝이 닫힌 수직 유리관의 조립을 기반으로했으며, 여기에는 여러 개의 닫힌 유리 구가 잠긴 물이 들어 있습니다. 내부. 이를 통해 온도 변화에 대한 첫 번째 기록이 만들어졌습니다. 이 첫 번째 온도계에 사용 된 유체는 물 이었지만 매우 낮은 온도의 물이 빙점에 도달하고 대기압이 변함에 따라 수위의 변동이 기록 되었기 때문에 나중에 알코올로 대체되었습니다. 온도 변화.
1611 년에서 1613 년 사이. Santorio는 Galileo의 악기에 숫자 척도를 통합합니다. 그러나 측정 유체가 대기압에 매우 민감하기 때문에이 기기는 여전히 정확한 결과를 제공하지 못했습니다. 1714 년에 Daniel Fahrenheit는 측정에 수은을 통합했습니다.
수은의 사용은 높은 팽창 계수를 가지고있어 온도로 인한 교란을 쉽게 인식 할 수 있었기 때문에 기기의 정밀도에서 큰 발전을 나타 냈습니다.
온도계 작동 원리
시스템의 두 부분이 접촉 할 때 예상 할 수있는 것은 두 부분 사이의 열 전달 현상과 관련된 두 속성의 변화가 발생한다는 것입니다. 시스템이 열 평형을 이루기 위해 충족되어야하는 조건은 다음과 같습니다.
- 관련 당사자간에 열 교환이 없어야합니다.
- 온도에 따른 특성은 변하지 않아야합니다.
온도계는 열역학의 제로 원리, 열 평형에서 두 변수 간의 상호 관계를 설정합니다. 즉, 수은은 온도 변화에 민감한 유체로서 우리가 알고 싶은 온도 값을 가진 체나 매질과 평형 상태에 들어갈 때 온도 값을 채택합니다.
온도계 저울 개발
이미 언급했듯이 Galileo의 도구에서 측정 매개 변수를 설정해야 할 필요성에 대한 첫 번째 비전은 Santorio였습니다. Santorio는 물리적 감각없이 수치 척도를 설정했습니다. 그러나이 이벤트는 현재 우리가 알고있는 온도계 저울의 개발에 매우 중요했습니다.
Rømer 등급
Rømer는 소금물이 얼고 끓는 것을 기준으로 한 저울입니다. 이 척도는 정확한 결과를 제공하지 않기 때문에 현재 사용되지 않습니다.
화씨 스케일
Daniel Fahrenheit는 1709 년에 알코올 온도계를 만든 기술 기기 제조업체였으며 그 후 몇 년 후 최초의 수은 기반 온도계를 만들었습니다. 독일 출신의이 발명가는 다음과 같은 특성을 가진 그의 이름을 딴 임의의 온도계를 개발했습니다.
- 그 당시에는 0 이하의 온도에 대한 개념이 없었기 때문에 음수 값이 없습니다.이 이유 때문에 물의 끓는점은 화씨 212도에서 끓는 온도는 화씨 32도에서 발생합니다.
- 그것은 그 온도 범위에서 거의 균일 한 팽창을 갖는 물질 인 수은 온도계에서의 관찰을 기반으로하기 때문에 매우 정확합니다.
- Fahrenheit은 정밀 온도계를 사용하여 주변 압력 조건에서 물의 끓는점 변화를 측정하고 끓는점이 각 액체 물질의 특성임을 확인할 수있었습니다.
- 미국 및 영국과 같은 국가에서 사용이 확산되었습니다.
섭씨 눈금
온도계 중 이것은 당시 큰 인기를 얻었습니다. 그것은 1742 년 스웨덴 천문학 자 Andrés Celsius에 의해 발명되었으며, 그는 물의 빙점을 낮은 값으로, 끓는점을 최대 값으로 삼아 개발했습니다. Celsius는이 두 지점 사이에 일련의 100 개 분할을 수행했습니다.
다른 스케일과 달리 섭씨는 100 눈금으로 작동하며 과학 분야에서는 절대 켈빈 스케일 사용이 선호되기 때문에 국내 용도로 사용이 확대되었습니다.
절대 스케일
이 척도는 절대 XNUMX의 값을 고려하는 "절대"라고 불리며, 임의의 고정 점에 의존하지 않고 오히려 분자 역학의 표현으로 온도를 나타 내기 때문에 그 중요성은 기본적으로이 측면에 있습니다. 분자 운동의 중단이 결정된 지점에서.
이 온도는 섭씨 눈금과 관련이 있습니다. 둘 다 100 눈금을 처리하기 때문입니다.
랭킨 스케일
1859 년에 엔지니어 William Rankine은 동일한 눈금을 처리하기 때문에 화씨와 관련된이 눈금을 제안했지만이 눈금은 절대 XNUMX의 존재를 고려합니다. 비유에서 섭씨-켈빈 관계는 화씨-랭킨과 같은 성질을 가지고 있다고 말할 수 있습니다.
온도계 저울 간의 변환
변환의 사용은 문제 해결 분야에서 매우 중요하며, 다른 성격의 변수를 그룹화 할 수 없다는 사실에 의해 결정됩니다. 그리고 서로 다른 분야가 서로 다른 온도계 척도 측면에서 처리 될 수 있기 때문에 가치 변환을 허용하는 관계가 확립되었습니다.
- 화씨 (ºF)-랭킨 (ºR)
ºF = ºR- 460
- 섭씨 (ºC)-켈빈 (ºK)
ºC = ºK- 273
- 섭씨 (ºC)-화씨 (ºF)
ºC = (ºF-32) / 1,8