V detailu

Termometrické stupnice - kousek historie


Zvědavě se podívejte, jak vznikly tyto tři nejčastější a nejčastěji používané stupnice.

Kelvinova stupnice

Už jsme viděli, že teplota je množství, které měří úroveň agitace molekul v těle. Čím vyšší je míchání, tím vyšší je teplota a čím nižší je míchání, tím nižší je teplota.

Co by tedy bylo logické myslet na teplotu, když molekuly jakéhokoli těla nemíchaly?

Jo, teplota by měla být nula. Pokud nedochází k míchání, není zde ani teplota. Tento stav nepřítomnosti agitace je znám jako absolutní nula a nelze jej experimentálně dosáhnout, i když může být velmi blízko.

Kelvinova stupnice bere jako výchozí bod (0 K) absolutní nulu, to znamená, že nastává tato úplná absence vibrací molekul.

V tomto měřítku se tvoří led 273 kB a voda se vaří 373 kB (na hladině moře).

Tato škála je široce používána ve vědeckém prostředí, protože patří do mezinárodního systému (IS).

Fahrenheitova stupnice

Toto měřítko vytvořil vynálezce rtuťového teploměru Daniel Gabriel Fahrenheit kolem roku 1714. K tomu si vybral dva výchozí body, v současnosti nazývané pevné body. Zpočátku umístil svůj teploměr ještě v měřítku do směsi vody, ledu a amonné soli. Rtuť byla stacionární v určité poloze, kterou označil a nazval nulu. Poté dal stejný teploměr, aby určil druhý bod, teplotu lidského těla. Když rtuť znovu zaparkovala v určité poloze, označil ji a nazval ji 100. Pak bylo pouze rozdělit prostor mezi nulou a 100 na sto stejných částí. Byla vytvořena stupnice Fahrenheita.

Poté, když Fahrenheit umístil svůj odstupňovaný teploměr do směsi vody a ledu, získal hodnotu 32 ° F, a když to dát do vroucí vody, dostal hodnotu 212 ° F. Proto se na stupnici Fahrenheita voda mění na led při 32 ° F a vaří při 212 ° F.

Tato stupnice je nejčastěji používána v anglicky mluvících zemích, s výjimkou Anglie, která již přijala Celsius.

Stupeň Celsia byl vytvořen švédským astronomem Andersem Celsiem v roce 1742. Jako pevné body si vybral body, na nichž bude jeho měřítko založeno, body tání ledu (když se led změní na vodu) a body varu vody (když voda se vaří). Umístil teploměr do směsi vody a ledu v tepelné rovnováze a poloha, kde se rtuť stabilizovala, označila nulový bod. Poté vložte teploměr do vroucí vody a tam, kde se rtuť stabilizovala, označte 100 bodů. Byla vytvořena stupnice Celsia. Jeho výhodou bylo, že se mohla reprodukovat v jakémkoli koutě planety, nakonec, na úrovni moře, se voda vždy změnila na led a vaří ve stejném bodě a nyní také při stejné teplotě.

Stupnice Celsia je nejběžnější ze všech termometrických vah.

Vztah mezi termometrickými stupnicemi

Jak vidíte, každá ze tří stupnic byla definována odlišně. Viz výše pro vztah mezi nimi s ohledem na bod varu vody a tající led. Tyto body se mění v závislosti na použitém měřítku. Pokud se mě zeptáte, jaká je teplota tání ledu, mohu vám dát tři odpovědi: 0 ° C, 32 ° F nebo 273 kB. Všechny představují stejnou teplotu. Bylo by víceméně, kdyby jeden člověk řekl, že šel 2 metry, zatímco druhý řekl, že šel 200 centimetrů. Přestože se čísla liší, v obou případech je vzdálenost stejná.

Nyní se můžete ptát sami sebe:

"Jak změním jednu stupnici na jinou? “Pokud mi někdo řekne, že teplota v New Yorku je 59 ° F, jak vlastně vím, jestli je příliš horká nebo studená, protože jsem zvyklá na jinou stupnici, Celsia?

K provedení těchto konverzí lze použít rovnici. S ní se můžeme transformovat ° F v ° C, K a ° C v ° F nebo Ka další transformace, které chceme.

Viz rovnice níže: