Λεπτομερέστερα

Θερμομετρικές κλίμακες - ένα κομμάτι της ιστορίας


Ως θέμα περιέργειας, δείτε πώς αυτές οι τρεις πιο συνηθισμένες και πιο συχνά χρησιμοποιούμενες κλίμακες ήρθαν περίπου.

Κλίμακα Kelvin

Έχουμε ήδη δει ότι η θερμοκρασία είναι μια ποσότητα που μετρά το επίπεδο διέγερσης των μορίων σε ένα σώμα. Όσο υψηλότερη είναι η ανάδευση, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία και όσο χαμηλότερη είναι η ανάδευση τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία.

Τι, λοιπόν, θα ήταν λογικό να σκεφτόμαστε τη θερμοκρασία όταν τα μόρια οποιουδήποτε σώματος δεν είχαν αναταραχή;

Ναι, η θερμοκρασία πρέπει να είναι μηδέν. Εάν δεν υπάρχει ανάδευση δεν υπάρχει επίσης θερμοκρασία. Αυτή η κατάσταση απουσίας διέγερσης είναι γνωστή ως απόλυτο μηδέν και δεν μπορεί να επιτευχθεί πειραματικά, αν και μπορεί να είναι πολύ κοντά σε αυτήν.

Η κλίμακα Kelvin παίρνει ως σημείο εκκίνησής της (0 K) το απόλυτο μηδέν, δηλαδή το σημείο όπου συμβαίνει αυτή η ολική απουσία δόνησης μορίων.

Σε αυτή την κλίμακα σχηματίζεται πάγος 273Κ και το νερό βράζει 373Κ (σε επίπεδο θάλασσας).

Αυτή η κλίμακα χρησιμοποιείται ευρέως στο επιστημονικό περιβάλλον, καθώς ανήκει στο Διεθνές Σύστημα (IS).

Κλίμακα Fahrenheit

Αυτή η κλίμακα δημιουργήθηκε από τον εφευρέτη του θερμόμετρου υδραργύρου, Daniel Gabriel Fahrenheit, γύρω στο 1714. Για αυτό, επέλεξε δύο σημεία εκκίνησης, που σήμερα ονομάζονται σταθερά σημεία. Αρχικά τοποθετούσε το θερμόμετρο της σε κλίμακα κλίμακας σε μίγμα νερού, πάγου και αμμωνιακού άλατος. Ο υδράργυρος ήταν ακίνητος σε μια συγκεκριμένη θέση, την οποία σημείωσε και κάλεσε μηδέν. Στη συνέχεια έβαλε αυτό το ίδιο θερμόμετρο για να καθορίσει ένα δεύτερο σημείο, τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Όταν ο υδράργυρος σταθμευόταν και πάλι σε μια ορισμένη θέση το σημάδεψε και το ονόμασε 100. Τότε ήταν μόνο να χωρίσουμε το διάστημα μεταξύ μηδέν και 100 σε εκατό ίσα μέρη. Η κλίμακα του Φαρενάιτ δημιουργήθηκε.

Μετά από αυτό, όταν ο Φαρενάιτ έβαλε το βαθμολογημένο θερμόμετρο σε μείγμα νερού και πάγου, κέρδισε την αξία του 32 ° F, και όταν το έβαλε σε βραστό νερό πήρε την αξία του 212 ° F. Ως εκ τούτου, στην κλίμακα Fahrenheit το νερό μετατρέπεται σε πάγο σε 32 ° F και βράζει στους 212 ° F.

Αυτή η κλίμακα χρησιμοποιείται συνήθως στις αγγλόφωνες χώρες, με εξαίρεση την Αγγλία, η οποία έχει ήδη υιοθετήσει το Κελσίου.

Η κλίμακα Κελσίου δημιουργήθηκε από τον Άντερς Κέλσιους, έναν Σουηδό αστρονόμο, το 1742. Επιλέγει ως σταθερά σημεία, τα οποία θα βασίζονταν στην κλίμακα, τα σημεία τήξης πάγου (όταν ο πάγος μετατρέπεται σε νερό) και τα σημεία βρασμού του νερού το νερό βράζει). Τοποθετούσε ένα θερμόμετρο μέσα σε ένα μίγμα νερού και πάγου, σε θερμική ισορροπία, και η θέση όπου σταθεροποιήθηκε ο υδράργυρος σήμανε το μηδενικό σημείο. Στη συνέχεια τοποθέτησε το θερμόμετρο σε βραστό νερό και όπου ο σταθεροποιημένος υδράργυρος σημείωσε 100. Δημιουργήθηκε η κλίμακα Κελσίου. Το πλεονέκτημά του ήταν ότι θα μπορούσε να αναπαραχθεί σε οποιαδήποτε γωνιά του πλανήτη, τελικά, στη στάθμη της θάλασσας, το νερό πάντα στράφηκε στον πάγο και βράζει στο ίδιο σημείο και τώρα και στην ίδια θερμοκρασία.

Η κλίμακα Κελσίου είναι η συνηθέστερη από όλες τις θερμομετρικές κλίμακες.

Σχέση μεταξύ θερμομετρικών ζυγών

Όπως μπορείτε να δείτε, κάθε μία από τις τρεις κλίμακες έχει οριστεί διαφορετικά. Δείτε παραπάνω για τη σχέση μεταξύ τους, λαμβάνοντας υπόψη το σημείο βρασμού του νερού και τον πάγο. Σημειώστε ότι αυτά τα σημεία αλλάζουν ανάλογα με την κλίμακα που υιοθετήσατε. Αν με ρωτάς ποια είναι η θερμοκρασία τήξης του πάγου μπορώ να σου δώσω τρεις απαντήσεις: 0 ° C, 32 ° F ή 273Κ. Όλα αντιπροσωπεύουν την ίδια θερμοκρασία. Θα ήταν περισσότερο ή λιγότερο εάν ένα άτομο είπε ότι περπάτησε 2 μέτρα ενώ ένα άλλο είπε περπατούσε 200 εκατοστά. Αν και οι αριθμοί είναι διαφορετικοί, η απόσταση είναι η ίδια και στις δύο περιπτώσεις.

Τώρα μπορείτε να αναρωτηθείτε:

"Πώς μπορώ να μετατρέψω μια κλίμακα σε άλλη; "Αν κάποιος μου λέει ότι η θερμοκρασία στη Νέα Υόρκη είναι 59 ° F, πώς πραγματικά ξέρω αν είναι πολύ ζεστό ή κρύο, αφού έχω συνηθίσει σε μια άλλη κλίμακα, το Κελσίου;

Υπάρχει μια εξίσωση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει αυτές τις μετατροπές. Με αυτήν μπορούμε να μεταμορφώσουμε ºF in ºC, Κ και ºC in ºF ή Κ, και άλλους μετασχηματισμούς που θέλουμε.

Δείτε την παρακάτω εξίσωση: