Ang thermometry ay responsable para sa pagsukat ng temperatura sa iba`t ibang mga sistema, at ito ay isang disiplina ng medyo empirical na pagsisimula, mula pa noong panahon ni Hippocrates, sa larangan ng medisina, nagkaroon ng kamalayan sa temperatura ng mga katawan, sa pamamagitan ng pagpindot, at ayon sa ang pinaghihinalaang pandamdam na ito ay inuri bilang "matamis na init" o "nasusunog na lagnat". Gayunpaman, ito ay hindi hanggang sa pag-unlad ng thermometer, ni Galileo Galilei, taon na ang lumipas, nang ang larangan ng pag-aaral na ito ay umalis sa empirical na tubig, upang magamit ang isang pang-agham na papel.
Alam nating lahat ang thermometer bilang isang instrumento para sa pagsukat ng temperatura ng isang katawan, at ng kapaligiran, ngunit Paano ito gumagana? Saan nagmula ang mga kaliskis na thermometric? Ngunit bago sagutin ang mga katanungang ito, mahalagang linawin ang konsepto ng variable na sinusukat namin, sa kasong ito, ang temperatura.
Temperatura, ang pangunahing yunit ng sukatang thermometric
Kapag pinangalanan ang salitang temperatura, marahil naisip mo ang dami ng init, subalit, ang unang bagay na dapat isaalang-alang ay iyon ang init ay hindi katulad ng temperatura, bagaman syempre, ang parehong mga variable ay malapit na maiugnay sa bawat isa.
Ang init ay ang dami ng enerhiya na ang paglipat ay nauugnay sa isang gradient ng temperatura sa pagitan ng dalawang mga sistema, na nangangahulugang ang temperatura ay isang variable na tumutukoy sa init, ngunit hindi ito ang init mismo. Ang temperatura ay naiugnay sa lakas na gumagalaw, na kung saan ay tumutukoy sa paggalaw ng mga maliit na butil sa system, at sa sukat na mayroong higit na pagkabalisa sa paggalaw ng mga maliit na butil, mas malaki ang lakas na ginawa ng tinaguriang "mga antas ng thermometric ".
Thermometer, ang batayan ng thermometry
Tulad ng nabanggit na, ang tagalikha ng unang thermometer ay si Galileo Galilei, ang disenyo ng instrumento na ito ay batay sa pagpupulong ng isang patayong tubo ng salamin, na sarado sa magkabilang dulo, na naglalaman ng tubig kung saan maraming mga closed glass spheres ang nakalubog., Na may kulay na likido sa loob Pinayagan nitong gawin ang mga unang tala ng mga pagkakaiba-iba ng temperatura. Ang likidong ginamit sa unang thermometer na ito ay tubig, subalit, kalaunan ay napalitan ito ng alkohol, yamang ang tubig sa napakababang temperatura ay umabot sa isang nagyeyelong punto, at habang magkakaiba ang presyon ng atmospera, naitala ang mga pagbabago-bago sa antas ng tubig, nang walang Ito ay magpahiwatig ng isang pagkakaiba-iba ng temperatura.
Sa pagitan ng mga taon 1611 at 1613. Isinasama ni Santorio ang isang bilang ng laki sa instrumento ni Galileo. Gayunpaman, ang instrumento na ito ay hindi pa rin nagbigay ng tumpak na mga resulta, dahil ang likido sa pagsukat ay madaling kapitan sa presyon ng atmospera. Sa taong 1714, isinama ni Daniel Fahrenheit ang mercury sa pagsukat.
Ang paggamit ng mercury ay kumakatawan sa isang mahusay na pagsulong sa katumpakan ng instrumento, dahil ang pagkakaroon ng isang mataas na koepisyent ng pagpapalawak, ang mga kaguluhan na dulot ng temperatura ay madaling maunawaan.
Prinsipyo ng pagtatrabaho ng thermometer
Kapag nag-ugnay ang dalawang bahagi ng isang sistema, ang maaasahan ay ang mga pagkakaiba-iba na nagaganap sa mga katangian ng pareho, na naka-link sa isang kababalaghan ng paglipat ng init sa pagitan nila. Ang mga kundisyon na dapat matugunan para sa isang system na nasa thermal equilibrium ay ang mga sumusunod:
- Dapat walang palitan ng init sa pagitan ng mga kasangkot na partido
- Wala sa mga pag-aari na nakasalalay sa temperatura ang dapat na magkakaiba.
Nagpapatakbo ang thermometer sa ilalim ng Zero na prinsipyo ng thermodynamics, na nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng dalawang variable sa thermal equilibrium. Na nangangahulugang ang mercury, bilang isang likido na madaling kapitan ng mga pagbabago sa temperatura, kapag pumapasok sa balanse ng katawan o daluyan, na ang halaga ng temperatura na nais nating malaman, ay gumagamit ng halaga ng temperatura.
Pag-unlad ng mga antas ng thermometric
Tulad ng nabanggit na namin, ang unang pangitain ng pangangailangang magtatag ng isang parameter ng pagsukat sa instrumento ni Galileo ay si Santorio, na nagtaguyod ng isang numerong sukat nang walang anumang pisikal na kahulugan. Gayunpaman, ang kaganapang ito ay may malaking kahalagahan sa pag-unlad ng alam natin ngayon bilang kaliskis ng thermometry.
Rømer grade
Ang Rømer ay isang sukat batay sa pagyeyelo at kumukulo ng tubig na asin. Ang sukatang ito ay kasalukuyang ginagamit, dahil hindi ito nagbibigay ng tumpak na mga resulta.
Sukat ng Fahrenheit
Si Daniel Fahrenheit ay isang tagagawa ng mga teknikal na instrumento na may-akda ng thermometer ng alkohol noong 1709, at pagkatapos ng mga taon ay gumawa siya ng unang thermometer na nakabatay sa mercury. Ang imbentor na ito na nagmula sa Aleman, ay bumuo ng isang di-makatwirang sukat ng thermometric, na naglalaman ng kanyang pangalan, na may mga sumusunod na katangian:
- Wala itong mga negatibong halaga, dahil sa oras na iyon ay walang mga ideya tungkol sa temperatura sa ibaba 0, sa kadahilanang ito, ang kumukulo ng tubig ay nangyayari sa 212FF, at ang pagyeyelo nito sa 32ºF.
- Ito ay lubos na tumpak, dahil ito ay batay sa mga obserbasyon sa mercury thermometer, isang materyal na may halos pare-parehong paglawak sa saklaw ng temperatura.
- Sa pamamagitan ng katumpakan na thermometer na ito, sinukat ni Fahrenheit ang pagkakaiba-iba sa kumukulong temperatura ng tubig sa ilalim ng mga kondisyon ng presyon ng paligid, at naitaguyod na ang kumukulong punto ay isang katangian ng bawat likidong sangkap.
- Ang paggamit nito ay kumalat sa mga bansa tulad ng Estados Unidos at United Kingdom.
Sukat ng Celsius
Kabilang sa mga antas ng thermometric, ang isang ito ay nakakuha ng mahusay na katanyagan sa oras nito. Ito ay naimbento noong 1742 ng Suweko na astronomo na si Andrés Celsius, na bumuo nito sa pagkuha ng nagyeyelong tubig bilang mas mababang halaga at ang kumukulong punto nito bilang pinakamataas na halaga. Gumawa si Celsius ng isang serye ng 100 paghahati sa pagitan ng dalawang puntong ito.
Hindi tulad ng iba pang mga kaliskis, gumagana ang centigrade na may 100 graduation, at ang paggamit nito ay pinalawig para sa mga domestic na layunin, dahil sa pang-agham na larangan ang ginustong paggamit ng ganap na sukat ng Kelvin ay ginustong.
Ganap na sukat
Ang sukatang ito ay tinawag na "absolute", na nagmumuni-muni sa halaga ng absolute zero, at ang kahalagahan nito ay nakasalalay sa aspetong ito, dahil hindi ito nakasalalay sa di-makatwirang mga nakapirming puntos, ngunit sa halip ay nagpapakita ng temperatura bilang isang pagpapahayag ng mga molekular kinetika., Pagkuha ng halaga sa punto kung saan natutukoy ang pagtigil ng paggalaw ng molekular.
Mahalagang i-highlight na ang temperatura na ito ay nauugnay sa antas ng Celsius, dahil parehong hawakan ang isang graduation na 100.
Scale ng ranggo
Noong 1859, iminungkahi ng inhinyero na si William Rankine ang sukatang ito, na nauugnay sa mga degree Fahrenheit, dahil hawakan nito ang parehong pagtatapos, subalit ang sukatang ito ay may kasamang pagkakaroon ng ganap na zero. Sa isang pagkakatulad, masasabing ang ugnayan ng Celsius-Kelvin ay may likas na katangian tulad ng Fahrenheit-Rankine.
Ang mga conversion sa pagitan ng mga antas ng thermometric
Ang paggamit ng mga conversion ay may malaking kahalagahan sa larangan ng paglutas ng problema, natutukoy ito ng katotohanang hindi namin mapangkat ang mga variable na magkakaiba ang kalikasan. At dahil ang iba't ibang mga disiplina ay maaaring hawakan sa mga tuntunin ng iba't ibang mga antas ng thermometric, ang mga relasyon ay naitatag na nagpapahintulot sa pagbabago ng mga halaga.
- Fahrenheit (ºF) - Rankine (ºR)
ºF = ºR- 460
- Celsius (ºC) - Kelvin (ºK)
ºC = ºK- 273
- Celsius (ºC) - Fahrenheit (ºF)
ºC = (ºF-32) / 1,8