Mis on termomeetrilised kaalud?

The termomeetrilised kaalud on need, mida kasutatakse temperatuuri näitamiseks teatud võrdluspunktide alusel. Temperatuur mõõdetakse instrumentide abil, mis põhinevad aine ühel või teisel omadusel, mis sõltub temperatuurist. Need instrumendid on kalibreeritud vastavalt üldtunnustatud temperatuuri skaalale.

Konkreetse temperatuuri skaala kavandamisel tekivad siiski raskused, sest iga aine omadused muutuvad samas temperatuurivahemikus erinevalt.

Paljude termomeetrite konstruktsioon põhineb näiteks vedeliku laienemise nähtusel, mille temperatuur tõuseb. Selle tüübi hulka kuuluvad vedelad termomeetrid (elavhõbe või alkohol), milles vedeliku kolonni pikkus tõuseb temperatuuri tõusuga.

Sama vedeliku soojuspaisumise koefitsient varieerub erinevatel temperatuuridel, mis muudab temperatuuri skaala määramise raskeks.

Termomeetriliste skaalade põlemispunkt: Celsius

1742. aastal soovitas Rootsi astronoom Anders Celsius määrata temperatuuri 0 ° C jää sulamispunktile ja 100 ° C-ni vee keemistemperatuurini ning seega jaotada kahe punkti vaheline kaugus saja võrdseks intervalliks.

Kui aga elavhõbeda veerus, mis täidab jää ja sulamistemperatuuri vahelise vahemaa, jagatakse 100 võrdseks intervalliks ja võttes arvesse elavhõbeda paisumiskoefitsiendi sõltuvust veega. juhtub, et elavhõbeda veeru sama pikkuse suurenemine vastab erinevatele temperatuuri tõusudele.

Kokkuvõttes on erinevates termomeetrilistes vedelikes põhineva ühtse temperatuurimahu jagamise väärtus erinev.

Kui näiteks termomeeter täidetakse veega, siis kui seda termomeetrit soojendatakse jää sulamistemperatuurist, täheldatakse kummalist nähtust: selle asemel, et tõusta temperatuuri tõusuga, langeb veesammas alla 0 taseme. , mis vastab jää sulamistemperatuurile.

Põhjuseks on see, et atmosfäärirõhul on vee tihedus kõrgem kui 3,98 ° C. Seetõttu väheneb termomeetrit täitva vee maht 0 kuni 3,98 ° C juures.

Varem loodi erinevatel termomeetrilistel ainetel põhinevad temperatuurikaalud, kuid hiljem avastati, et gaas oli üks sobivatest termomeetrilistest ainetest..

Termomeetri ajalugu

Temperatuuri mõõtmise mõte on täiesti uus. Umbes 1593. aastal töötasid termomeetrite ümber mitmed leiutajad, kuid kõige tuntum oli itaalia leiutaja Galileo Galilei, kes parandas ka teleskoopi.

Termomeeter võib näidata temperatuuri erinevusi, võimaldades vaatlejatel teada, kas midagi muutub kuumemaks või külmemaks. Termomeeter ei suutnud siiski täpset temperatuuri anda kraadides.

1612. aastal lisas Itaalia leiutaja Santorio Santorio oma termoskoopi numbrilise skaala, mida ta kasutas inimtemperatuuril.

Toscana suurhertsog Ferdinand II leiutas 1654. aastal esimese suletud termomeetri, kasutades alkoholi vedelikuna. Kuid sellel puudus ikka veel standardne skaala ja see ei olnud väga täpne.

Samal ajal kohtus saksa füüsik Daniel Gabriel Fahrenheit Taani astronoom Olaus Roemeriga, kes töötas välja veiniga alkoholipõhise termomeetri. Ta hindas oma termomeetril kaks punkti: 60, et märgistada keeva vee temperatuur ja 7,5, kus jää sulas.

1714. aastal rafineeris Fahrenheit Roemeri leiutist ja töötas välja esimese kaasaegse termomeetri: elavhõbeda termomeetri täpsemate mõõtmistega. Elavhõbe laieneb või väheneb, kui temperatuur tõuseb või langeb.

Fahrenheiti leiutas 1709. aastal alkoholi termomeetri, enne kui ta teadis oma elavhõbeda vastastikku, mis osutus täpsemaks.

Erinevad termomeetrilised kaalud

Sajandite jooksul on temperatuuride kvantitatiivseks mõõtmiseks välja töötatud arvukad termomeetrilised kaalud. Paljud neist kaaludest jäeti juba ammu maha. Kõige levinum on kirjeldatud allpool.

Celsiuse termomeetri skaala (Celsius)

Rootsi teadlane Anders Celsius (1701-1744) nimetas seda skaalat rahvusvaheliseks standardiks. Skaala on "sentesimaalne", mis tähendab, et see on jagatud 100 võrdseks osaks, millest igaüks on "Celsiuse kraad" või "Celsiuse kraad" ja mille sümboliks on ºC. Väärtus 0 on tavapäraselt määratud jää sulamistemperatuurile ja väärtusele 100 keeva vee temperatuurile.

Fahrenheiti termomeetri skaala

See skaala võlgneb selle nimega teadlasele Daniel Gabriel Fahrenheitile (1686-1736). Praegu kasutatakse seda peamiselt Ameerika Ühendriikides ja Ühendkuningriigis (kuigi mitte ametlikult). Skaala jagatakse 180 võrdseks osaks, millest igaüks nimetatakse Fahrenheiti, mille sümboliks on ºF. Väärtus 32 määratakse jää temperatuurile ja väärtus 212 keeva vee temperatuurile nii merepinna atmosfäärirõhule..

Réaumuri termomeeter

Selle skaala leiutas prantsuse teadlane René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). See jaguneb 80 võrdseks osaks, millest igaüks nimetatakse Réaumuri klassiks, mille sümboliks on º R. Väärtus 0 määratakse jää sulamistemperatuurile ja väärtus 80 keeva vee temperatuurile, mõlemad veetaseme atmosfäärirõhul. meri.

Absoluutne termomeetriline skaala (Kelvin)

Briti teadlase Lord Kelvini (1824-1907), termodünaamika teerajaja, välja töötatud, kasutab see skaala Kelvini kraadi. Null kraadi Kelvin, tuntud ka kui "absoluutne null", esindab madalaimat võimalikku temperatuuri vastavalt termodünaamilisele teooriale. See on -273,16 kraadi.

Kelvini skaala mõõtühikud on sama suured kui Celsiuse skaalal, välja arvatud see, et Kelvini skaala seab madalaima temperatuurini 0.

Viited

1. Kim Ann Zimmermann. Temperatuur: faktid, ajalugu ja määratlus. (September 2013). lifecience.com.
2. Temperatuuri mõõtmine: Sissejuhatus temperatuuri mõõtmisse (s.f.) omega.com.
3. Absoluutne temperatuuri skaala (august 2008). Encyclopædia Britannica. britannica.com.
4. Temperatuur ja selle mõõtmine. (s.f.). nextgurukul.in.