Kas yra termometrinės svarstyklės?

The termometrinės svarstyklės yra tos, kurios naudojamos nurodant temperatūrą pagal tam tikrus atskaitos taškus. Temperatūra matuojama naudojant priemones, pagrįstas viena ar kita medžiagos savybe, kuri kinta priklausomai nuo temperatūros. Šie prietaisai yra kalibruojami pagal visuotinai priimtiną temperatūros skalę.

Tačiau, projektuojant tam tikrą temperatūros skalę, kyla sunkumų dėl to, kad kiekvienos medžiagos savybės kinta tame pačiame temperatūros intervale kitaip.

Pavyzdžiui, daugelio termometrų konstrukcija grindžiama skysčio išplitimo reiškiniu, padidėjus temperatūrai. Tokie tipai yra skysti termometrai (gyvsidabris arba alkoholis), kuriuose skysčio kolonėlės ilgis pakyla, kai padidėja temperatūra.

To paties skysčio šiluminio plėtimosi koeficientas kinta skirtingomis temperatūromis, todėl sunku nustatyti temperatūros skalę.

Termometrinių svarstyklių užsidegimo taškas: Celsijaus

1742 m. Švedijos astronomas Andersas Celsijaus pasiūlė 0 ° C temperatūrą priskirti ledo lydymosi temperatūrai ir 100 ° C temperatūrai iki vandens virimo temperatūros ir taip padalinti atstumą tarp dviejų taškų į šimtą vienodų intervalų.

Tačiau, jei gyvsidabrio stulpelis, užpildantis atstumą tarp ledo lydymosi taško ir vandens virimo temperatūros, yra padalintas į 100 vienodų intervalų ir atsižvelgiant į gyvsidabrio išsiplėtimo koeficiento priklausomybę nuo vandens. temperatūros, atsitinka, kad toks pat gyvsidabrio stulpelio ilgio padidėjimas atitiks skirtingą temperatūros padidėjimą.

Apibendrinant, vienodos temperatūros skalės padalijimo, pagrįsto skirtingais termometriniais skysčiais, vertė bus kitokia.

Pavyzdžiui, jei termometras yra pripildytas vandeniu, kai šis termometras yra šildomas nuo ledo lydymosi taško, stebimas keistas reiškinys: vietoj to, kad pakyla su temperatūros padidėjimu, vandens stulpelis nukrenta žemiau 0 lygio , atitinkantis ledo lydymosi tašką.

Taip yra todėl, kad esant atmosferos slėgiui vandens tankis yra didesnis nei 3,98 ° C temperatūra. Todėl, šildant nuo 0 iki 3,98 ° C, termometro užpildymo vandens tūris sumažėja.

Anksčiau buvo nustatytos temperatūros skalės, pagrįstos skirtingomis termometrinėmis medžiagomis, tačiau vėliau buvo nustatyta, kad dujos buvo viena iš tinkamiausių termometrinių medžiagų..

Termometro istorija

Temperatūros matavimo idėja yra gana nauja. Apie 1593 m. Termometrus dirbo keletas išradėjų, tačiau geriausiai žinomas buvo italų išradėjas „Galileo Galilei“, kuris taip pat pagerino teleskopą.

Termometras gali parodyti temperatūros skirtumus, todėl stebėtojai gali žinoti, ar kažkas tampa karštesnė ar šaltesnė. Tačiau termometras negalėjo pateikti tikslios temperatūros laipsniais.

1612 m. Italijos išradėjas Santorio Santorio savo termoskopu pridėjo skaitmeninę skalę, kurią jis vartojo žmogaus temperatūroje.

Toskanos didysis kunigaikštis Ferdinandas II išrado 1654 m. Pirmąjį uždarą termometrą, naudodamas alkoholį kaip skystį. Tačiau vis dar trūko standartizuotos skalės, ir tai nebuvo labai tiksli.

Tuo pačiu metu vokiečių fizikas Danielius Gabrielis Fahrenheitas susitiko su Danijos astronomu Olausu Roemeriu, kuris sukūrė alkoholiu pagrįstą termometrą su vynu. Savo termometre jis surinko du taškus: 60 - verdančio vandens temperatūrai pažymėti ir 7,5, kur ledas ištirpsta.

1714 m. Fahrenheit patobulino Roemer išradimą ir sukūrė pirmąjį šiuolaikinį termometrą: gyvsidabrio termometrą su tikslesniais matavimais. Gyvsidabris plečiasi arba susitraukia, kai temperatūra pakyla arba sumažėja.

Fahrenheitas 1709 m. Išrado alkoholio termometrą, prieš žinodamas savo gyvsidabrio kolonėlę, kuri pasirodė esanti tikslesnė..

Įvairios termometrinės svarstyklės

Per šimtmečius buvo apskaičiuota daugybė termometrinių svarstyklių, skirtų kiekybiniam temperatūros matavimui. Daugelis šių svarstyklių buvo seniai atsisakyta. Labiausiai paplitę yra aprašyti toliau.

Celsijaus termometro skalė (Celsijaus)

Vadinasi švedų mokslininkas Andersas Celsijaus (1701–1744), ši skalė tapo tarptautiniu standartu. Skalė yra „centesimal“, tai reiškia, kad ji yra padalinta į 100 lygių dalių, kurių kiekvienas vadinamas „Celsijaus laipsniu“ arba „Celsijaus laipsniu“ ir kurio simbolis yra ºC. Reikšmė 0 paprastai priskiriama ledo lydymosi temperatūrai ir vertei 100 esant verdančio vandens temperatūrai.

„Fahrenheit“ termometro skalė

Ši skalė turi savo vardą mokslininkui Danieliui Gabrielui Fahrenheitui (1686-1736). Dabar ji naudojama daugiausia Jungtinėse Valstijose ir Jungtinėje Karalystėje (nors ir ne oficialiai). Skalė suskirstyta į 180 lygių dalių, kurių kiekvienas vadinamas Fahrenheit, kurio simbolis yra ºF. 32 vertė priskiriama prie ledo temperatūros ir verdančio vandens temperatūrai 212, tiek jūros lygio atmosferos slėgiui..

„Réaumur“ termometras

Šią skalę sukūrė prancūzų mokslininkas René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683–1757). Jis yra padalintas į 80 lygių dalių, kurių kiekvienas vadinamas „Réaumur“ klasės simboliu, kurio simbolis yra „R“. 0 vertė priskiriama ledo lydymosi temperatūrai ir 80 verdančio vandens temperatūrai, abu esant vandens lygio atmosferos slėgiui. jūros.

Absoliutus termometrinis skalė (Kelvinas)

Jį sukūrė britų mokslininkas Lordas Kelvinas (1824–1907), termodinamikos pionierius. Nulinis Kelvino laipsnis, taip pat žinomas kaip „absoliutus nulis“, reiškia mažiausią galimą temperatūrą pagal termodinaminę teoriją. Jis yra lygus -273,16 laipsnių Celsijaus.

Kelvino skalės vienetai yra tokie patys kaip ir Celsijaus skalėje, išskyrus tai, kad Kelvino skalė nustato žemiausią temperatūrą 0.

Nuorodos

1. Kim Ann Zimmermann. Temperatūra: faktai, istorija ir apibrėžimas. (2013 m. Rugsėjo mėn.). lifecience.com.
2. Temperatūros matavimas: Įvadas į temperatūros matavimą (s.f.) omega.com.
3. Absoliutus temperatūros skalė (2008 m. Rugpjūčio mėn.). Encyclopædia Britannica. britannica.com.
4. Temperatūra ir jos matavimas. (s.f.). nextgurukul.in.