Čo sú termometrické váhy?

termometrické váhy sú tie, ktoré sa používajú na označenie teploty na základe určitých referenčných bodov. Teplota sa meria pomocou prístrojov založených na jednej alebo druhej vlastnosti látky, ktorá sa mení s teplotou. Tieto prístroje sú kalibrované podľa všeobecne akceptovanej teplotnej stupnice.

Pri navrhovaní konkrétnej teplotnej škály však vznikajú problémy v dôsledku skutočnosti, že vlastnosti každej látky sa menia v rovnakom teplotnom rozsahu iným spôsobom..

Konštrukcia mnohých teplomerov je napríklad založená na fenoméne expanzie kvapaliny so zvýšením teploty. K týmto typom patria kvapalné teplomery (ortuť alebo alkohol), v ktorých dĺžka kvapalinovej kolóny stúpa so zvýšením teploty..

Koeficient tepelnej rozťažnosti tej istej kvapaliny sa mení pri rôznych teplotách, čo sťažuje stanovenie teplotnej škály.

Inflexný bod termometrických stupníc: Celzia

V roku 1742 švédsky astronóm Anders Celsius navrhol priradiť teplotu 0 ° C k bodu topenia ľadu a 100 ° C k bodu varu vody, a tak rozdeliť vzdialenosť medzi dvoma bodmi do sto rovnakých intervalov.

Ak je však stĺpec ortuti, ktorý vyplňuje vzdialenosť medzi bodom topenia ľadu a bodom varu vody, rozdelený na 100 rovnakých intervalov a berúc do úvahy závislosť koeficientu expanzie ortuti na teplote \ t teplota sa stáva, že rovnaké zvýšenie dĺžky ortuťového stĺpca bude zodpovedať rôznym zvýšeniam teploty.

Stručne povedané, hodnota delenia jednotnej teplotnej škály na základe rôznych termometrických kvapalín bude odlišná.

Ak je napríklad teplomer naplnený vodou, keď sa tento teplomer zohreje z bodu topenia ľadu, pozoruje sa zvláštny jav: namiesto stúpania s nárastom teploty klesne vodný stĺpec pod úroveň 0 , čo zodpovedá teplote topenia ľadu.

Dôvodom je, že pri atmosférickom tlaku je hustota vody vyššia ako teplota 3,98 ° C. Preto pri ohreve z 0 na 3,98 ° C klesá objem vody plniacej teplomer.

V minulosti boli stanovené teplotné škály založené na rôznych termometrických látkach, ale neskôr sa zistilo, že plyn je jednou z najvhodnejších termometrických látok.

História teplomeru

Myšlienka merania teploty je celkom nová. Okolo roku 1593 pracovalo okolo teplomerov niekoľko vynálezcov, ale najznámejším bol taliansky vynálezca Galileo Galilei, ktorý tiež vylepšil ďalekohľad..

Teplomer môže vykazovať teplotné rozdiely, čo umožňuje pozorovateľom vedieť, či je niečo horšie alebo chladnejšie. Teplomer však nemohol poskytnúť presnú teplotu v stupňoch.

V roku 1612, taliansky vynálezca Santorio Santorio pridal číselnú stupnicu v jeho termoskop, ktorý on používal, aby sa ľudská teplota.

Ferdinand II., Veľkovojvoda Toskánska, vynašiel v roku 1654 prvý uzavretý teplomer s použitím alkoholu ako kvapaliny. Stále však chýbala štandardizovaná stupnica a nebolo to veľmi presné.

Nemecký fyzik Daniel Gabriel Fahrenheit sa zároveň stretol s dánskym astronómom Olausom Roemerom, ktorý vyvinul teplomer na báze alkoholu s vínom. Na svojom teplomere zaznamenal dva body: 60 na označenie teploty vriacej vody a 7,5 na mieste, kde sa ľad roztopil.

V roku 1714, Fahrenheit rafinovaný Roemerov vynález a vyvinul prvý moderný teplomer: ortuťový teplomer s rafinovanejšími meraniami. Merkúr expanduje alebo klesá, keď teplota stúpa alebo klesá.

Fahrenheit vynašiel alkoholický teplomer v roku 1709, predtým, ako poznal jeho náprotivok ortuti, čo sa ukázalo byť presnejšie.

Rôzne termometrické váhy

V priebehu storočí boli vyvinuté nespočetné termometrické váhy na kvantitatívne meranie teplôt. Mnohé z týchto stupníc boli dávno opustené. Najrozšírenejšie sú opísané nižšie.

Stupnica Celsia teplomer (centigrade)

Táto stupnica, nazvaná švédskym vedcom Andersom Celsiom (1701-1744), sa stala medzinárodným štandardom. Stupnica je "centesimálna", čo znamená, že je rozdelená na 100 rovnakých častí, z ktorých každá sa nazýva "stupňom Celzia" alebo "stupňom Celzia" a ktorej symbolom je ºC. Hodnota 0 sa zvyčajne priradí teplote topenia ľadu a hodnote 100 teplote vriacej vody.

Stupnica teplomera Fahrenheita

Táto škála vďačí za svoj názov vedcovi Danielovi Gabrielovi Fahrenheitovi (1686-1736). V súčasnosti sa používa hlavne v Spojených štátoch av Spojenom kráľovstve (hoci nie oficiálne). Stupnica je rozdelená na 180 rovnakých častí, z ktorých každá sa nazýva Fahrenheita, ktorej symbolom je ºF. Hodnota 32 je priradená teplote ľadu a hodnote 212 teplote vriacej vody, a to ako atmosférickému tlaku hladiny mora..

Teplomer Réaumur

Tento rozsah bol vynájdený francúzskym vedcom René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). Je rozdelená na 80 rovnakých častí, z ktorých každá sa nazýva stupeň Réaumur, ktorého symbol je º R. Hodnota 0 je priradená teplote tavenia ľadu a hodnote 80 teplote vriacej vody, a to pri atmosférickom tlaku hladiny vody. mora.

Absolútna termometrická stupnica (Kelvin)

Táto stupnica, vyvinutá britským vedcom Lordom Kelvinom (1824-1907), priekopníkom v termodynamike, používa stupne Kelvina. Nulový stupeň Kelvin, tiež známy ako "absolútna nula", predstavuje najnižšiu možnú teplotu podľa termodynamickej teórie. To sa rovná -273,16 stupňov Celzia.

Jednotky na Kelvinovej stupnici majú rovnakú veľkosť ako stupnice v stupňoch Celzia, okrem toho, že stupnica Kelvin nastavuje najnižšiu teplotu na 0 ° C..

referencie

1. Kim Ann Zimmermann. Teplota: Fakty, história a definícia. (September 2013). livescience.com.
2. Meranie teploty: Úvod do merania teploty (s.f.) omega.com.
3. Absolútna teplotná stupnica (august 2008). Encyclopædia Britannica. britannica.com.
4. Teplota a jej meranie. (N. D.). nextgurukul.in.