Kas ir termometriskie svari?

The termometriskās skalas ir tie, kurus izmanto, lai norādītu temperatūru, pamatojoties uz noteiktiem atskaites punktiem. Temperatūru mēra ar instrumentu palīdzību, kas balstās uz vienu vai otru vielas īpašību, kas mainās atkarībā no temperatūras. Šie instrumenti tiek kalibrēti saskaņā ar vispārpieņemto temperatūras skalu.

Izstrādājot konkrētu temperatūras skalu, tomēr rodas grūtības, jo katras vielas īpašības mainās vienā temperatūras diapazonā citādi.

Daudzu termometru konstrukcija, piemēram, balstās uz šķidruma izplešanās fenomenu ar temperatūras pieaugumu. Šāda veida šķidruma termometri (dzīvsudrabs vai spirts), kuros šķidruma kolonnas garums palielinās, palielinoties temperatūrai..

Tā paša šķidruma termiskās izplešanās koeficients mainās dažādās temperatūrās, kas apgrūtina temperatūras skalas noteikšanu.

Termometrisko svaru inficēšanās punkts: Celsija

1742. gadā zviedru astronoms Anderss Celsija ieteica 0 ° C temperatūru attiecināt uz ledus kušanas punktu un 100 ° C līdz ūdens viršanas temperatūrai, tādējādi sadalot attālumu starp abiem punktiem simts vienādos intervālos..

Tomēr, ja dzīvsudraba kolonna, kas aizpilda attālumu starp ledus kušanas punktu un ūdens viršanas temperatūru, ir sadalīta 100 vienādos intervālos un ņemot vērā dzīvsudraba izplešanās koeficienta atkarību no ūdens. temperatūra, tas notiek, ka tāds pats dzīvsudraba kolonnas garuma pieaugums atbilst dažādiem temperatūras paaugstinājumiem.

Kopumā vienādas temperatūras skalas sadalījuma vērtība, pamatojoties uz dažādiem termometriskiem šķidrumiem, būs atšķirīga.

Piemēram, ja termometrs ir piepildīts ar ūdeni, kad termometrs tiek sasildīts no ledus kušanas punkta, tiek novērota dīvaina parādība: tā vietā, lai paaugstinātu temperatūru, ūdens kolonna nokrīt zem 0 līmeņa , kas atbilst ledus kušanas temperatūrai.

Iemesls tam ir tas, ka atmosfēras spiedienā ūdens blīvums ir augstāks par 3,98 ° C temperatūru. Līdz ar to, karstumā no 0 līdz 3,98 ° C, ūdens daudzums, kas piepilda termometru, samazinās.

Agrāk tika noteiktas temperatūras skalas, kas balstītas uz dažādām termometriskām vielām, bet vēlāk tika atklāts, ka gāze bija viena no piemērotākajām termometriskajām vielām..

Termometra vēsture

Temperatūras mērīšanas ideja ir pavisam jauna. Aptuveni 1593. gadā ap termometriem strādāja vairāki izgudrotāji, bet vislabāk pazīstams bija Galileo Galilei, itāļu izgudrotājs, kurš arī uzlaboja teleskopu.

Termometrs var parādīt temperatūras atšķirības, ļaujot novērotājiem uzzināt, vai kaut kas kļūst karstāks vai aukstāks. Tomēr termometrs nevarēja nodrošināt precīzu temperatūru grādos.

1612. gadā Itālijas izgudrotājs Santorio Santorio savā termoskopā pievienoja skaitlisku skalu, kuru viņš izmantoja, lai uzņemtu cilvēka temperatūru.

Toskānas Lielhercogs Ferdinands II izgudroja 1654. gadā pirmo slēgto termometru, izmantojot alkoholu kā šķidrumu. Bet tam joprojām nebija standartizētas skalas, un tas nebija ļoti precīzs.

Tajā pašā laikā vācu fiziķis Daniels Gabriels Fārenheits tikās ar Dānijas astronomu Olausu Roemeru, kurš izstrādāja ar spirtu balstītu termometru ar vīnu. Savā termometrā viņš ieguva divus punktus: 60, lai atzīmētu verdoša ūdens temperatūru un 7,5, kur ledus izkausēja.

1714. gadā Fārenheita precizēja Roemera izgudrojumu un izstrādāja pirmo moderno termometru: dzīvsudraba termometru ar precīzākiem mērījumiem. Dzīvsudrabs paplašinās vai samazinās, paaugstinoties vai nokritot temperatūrai.

Fārenheita 1709. gadā izgudroja spirta termometru, pirms viņš zināja savu dzīvsudraba ekvivalentu, kas izrādījās precīzāks.

Dažādas termometriskās skalas

Gadsimtu gaitā temperatūras kvantitatīvai mērīšanai ir izstrādātas neskaitāmas termometriskās skalas. Daudzas no šīm skalām jau sen tika pamestas. Visplašāk izplatīti ir aprakstīti turpmāk.

Celsija termometra skala (Celsija)

Zviedrijas zinātnieks Anderss Celsija (1701-1744) to sauc par starptautisku standartu. Mērogs ir "centesimal", kas nozīmē, ka tas ir sadalīts 100 vienādās daļās, no kurām katra sauc par "Celsija grādu" vai "Celsija grādu" un kuras simbols ir ºC. Vērtību 0 parasti piešķir ledus kušanas temperatūrai un vērtību 100 verdoša ūdens temperatūrai.

Fārenheita termometra skala

Šis skalas nosaukums ir zinātniekam Danielam Gabrielam Fārenheitam (1686-1736). Tagad to izmanto galvenokārt Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē (lai gan ne oficiāli). Mērogs ir sadalīts 180 vienādās daļās, katra sauc par Fārenheitu, kura simbols ir ºF. Vērtība 32 tiek piešķirta ledus temperatūrai un vērtība 212 verdošā ūdens temperatūrai gan jūras līmeņa atmosfēras spiedienā..

Réumumur termometrs

Šo skalu izgudroja franču zinātnieks René-Antoine Ferchault de Réumum (1683-1757). Tā ir sadalīta 80 vienādās daļās, katra no tām saucas Réaumur pakāpe, kuras simbols ir º R. Vērtība 0 tiek piešķirta ledus kušanas temperatūrai un vērtība 80 verdoša ūdens temperatūrai, gan pie ūdens līmeņa atmosfēras spiediena. jūra.

Absolūtā termometriskā skala (Kelvina)

Izstrādājis britu zinātnieks Kungs Kelvins (1824-1907), termodinamikas pionieris, šī skala izmanto Kelvina grādus. Nulles pakāpes Kelvins, kas pazīstams arī kā "absolūtā nulle", ir zemākā iespējamā temperatūra saskaņā ar termodinamisko teoriju. Tas ir -273,16 grādi pēc Celsija.

Vienības, kas atrodas Kelvina skalā, ir tādas pašas kā Celsija skalā, izņemot to, ka Kelvina skala nosaka zemāko temperatūru pie 0.

Atsauces

1. Kim Ann Zimmermann. Temperatūra: fakti, vēsture un definīcija. (2013. gada septembris). lifecience.com.
2. Temperatūras mērīšana: ievads temperatūras mērīšanā (s.f.) omega.com.
3. Absolūtā temperatūras skala (2008. gada augusts). Encyclopædia Britannica. britannica.com.
4. Temperatūra un tās mērīšana. (s.f.). nextgurukul.in.