Как температурные шкалы вы знаете

Температурные шкалы

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, — чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Поскольку температура — это кинетическая энергия молекул, наиболее естественно измерять ее в энергетических единицах (в системе СИ — в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Существует шесть наиболее известных температурных шкал: стоградусная, или шкала Цельсия (°С); Фаренгейта (°F); абсолютная, или шкала Кельвина (К); Реомюра (°R); Ньютона; Ранкина (°Ra).

Шкала Фаренгейта была предложена зимой 1709 г. немецким ученым Габриэлем Фаренгейтом. По этой шкале за нуль принималась точка, до которой в один очень холодный зимний день (дело было в Данциге) опустилась ртуть в термометре ученого. В качестве другой отправной точки он выбрал температуру человеческого тела. По этой не слишком логичной системе точка замерзания воды на уровне моря оказалась равной +32 °F, а точка кипения воды — +212 °F. Шкала популярна в США и Великобритании.

Шкала Реомюра. В 1731 г. французский ученый Рене де Реомюр предложил температурную шкалу, основанную на использовании спирта, обладающего свойством расширяться. За нижнюю реперную точку была принята точка замерзания воды. Градус Реомюр произвольно определил как одну тысячную от объема, который занимает спирт в резервуаре и трубке термометра при нулевой точке. При нормальных условиях точка кипения воды по этой шкале составляет 80°R. Шкала Реомюра ныне повсеместно вышла из употребления.

Шкала Цельсия. В 1742 г. шведский астроном Андерс Цельсий предложил шкалу, в которой за нуль принималась температура смеси воды и льда, а температура кипения воды приравнивалась к 100 °С. За градус принимается сотая часть интервала между этими реперными точками. Эта шкала более рациональна, чем шкалы Фаренгейта и Реомюра, и широко используется в науке. Шкала Цельсия очень удобна, поскольку вода широко распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь.

Шкала Ньютона была разработана Исааком Ньютоном в 1701 г. для проведения теплофизических исследований и стала, вероятно, прообразом шкалы Цельсия. В качестве термометрической жидкости Ньютон использовал льняное масло. За 0° Ньютон взял температуру замерзания пресной воды, а температуру человеческого тела он обозначил как 12°. Таким образом, температура кипения воды стала равна 33°.

Шкала Ранкина была предложена шотландским инженером и физиком Уильямом Ранкином. Нуль ее совпадает с нулем термодинамической температуры, а по размеру 1 °Ra равен 5/9 К. То есть принцип тот же, что и в шкале Кельвина, только по размерности шкала Ранкина совпадает не со шкалой Цельсия, а со шкалой Фаренгейта. Эта система измерения температуры распространения не получила.

Источник

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Источник

какеи вы знаете шкалы измерения температуры?

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, примерно характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая температура выражается в кельвинах, температура Цельсия — в градусах [1]. На практике часто применяют градусы Цельсия из-за привязки к важным характеристикам воды — температуре таяния льда (0° C) и температуре кипения (100° C). Это удобно, так как большинство климатических процессов, процессов в живой природе и т. д. связаны с этим диапазоном.

Существуют также шкалы Фаренгейта и некоторые другие.

Температура с молекулярно-кинетической точки зрения — физическая величина, характеризующая интенсивность хаотического, теплового движения всей совокупности частиц системы и пропорциональная средней кинетической энергии поступательного движения одной частицы.

Связь между кинетической энергией, массой и скоростью выражается следующей формулой:

Таким образом, частицы одинаковой массы и значения скорости имеют одну и ту же температуру.

Средняя кинетическая энергия частицы связана с термодинамической температурой постоянной Больцмана:

i — число степеней свободы
kB = 1.380 6505(24) × 10−23 Дж/K — постоянная Больцмана
T — температура;
Температура — величина, обратная изменению энтропии (степени беспорядка) системы при добавлении в систему единичного количества теплоты: 1/T = ΔS/ΔQ.

Шкала Цельсия
В технике, медицине, метеорологии и в быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15° C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии, поскольку связана с замерзанием атмосферной воды. Шкала предложена Андерсом Цельсием в 1742 г.

[править] Шкала Фаренгейта
В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

Источник

Температурные шкалы

Измерение температуры человечеством. Связь значения температуры с изменением температурного состояния какого-либо вещества. Рассмотрение пяти наиболее известных шкал. Роль температуры для протекания технологического процесса. Приборы для ее измерения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Измерять температуру человечество научилось примерно 400 лет назад. Но первые приборы, напоминающие нынешние термометры, появились только в ХVIII веке. Изобретателем первого градусника стал ученый Габриэль Фаренгейт. Всего в мире было изобретено несколько разных температурных шкал, одни из них были более популярны и используются до сих пор, другие постепенно вышли из употребления.

Рассмотрим по порядку имеющиеся шкалы и попробуем сравнить их с точки зрения удобства использования и практической пользы. Наиболее известных шкал пять:

2. По шкале Реомюра, изобретенной французским ученым Рене де Реомюром в 1731 году, нижней реперной точкой служит точка замерзания воды. Шкала основана на использовании спирта, который расширяется при нагревании, за градус была принята тысячная часть объема спирта в резервуаре и трубке при нуле. Сейчас эта шкала вышла из употребления.

5. Шкала Ранкина (по фамилии шотландского физика У. Ранкина) имеет тот же принцип, что у шкалы Кельвина, а размерность ту же, что шкала Фаренгейта. Эта система практически не получила распространения.

В 1597 году Галилео Галилей создал термоскоп. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной стеклянной трубкой, опущенной в воду. Когда шарик охлаждался, вода в трубке под поднималась. При потеплении уровень воды в трубки опускался вниз. Недостатком прибора было отсутствие шкалы и зависимость показаний от атмосферного давления.

Температура является важным параметром, определяющим не только протекание технологического процесса, но и свойства вещества. Для измерения температуры в системе единиц СИ принята температурная шкала с единицей температуры Кельвин (К). Начальной точкой этой шкалы является абсолютный нуль (0 К). Для технологических измерений часто применяют температурную шкалу с единицей температуры градус Цельсия (°С)

Для измерения температуры используют различные первичные преобразователи, отличающиеся способом преобразования температуры в промежуточный сигнал. В промышленности наибольшее применение получили следующие первичные преобразователи: термометры расширения, манометрические термометры, термометры сопротивления, термопары (термоэлектрические пирометры) и пирометры излучения. Все они, за исключением пирометров излучения, в процессе эксплуатации находятся в контакте с измеряемой средой.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

контрольная работа [124,1 K], добавлен 25.03.2012

Основные шкалы измерения температуры. Максимальное и минимальное значение в условиях Земли. Температура среды обитания человека. Температурный фактор на территории Земли. Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода и тепла.

доклад [1,0 M], добавлен 18.03.2014

Средства измерения температуры. Характеристики термоэлектрических преобразователей. Принцип работы пирометров спектрального отношения. Приборы измерения избыточного и абсолютного давления. Виды жидкостных, деформационных и электрических манометров.

учебное пособие [1,3 M], добавлен 18.05.2014

Измерение температуры с помощью мостовой схемы. Разработка функциональной схемы измерения температуры с применением термометра сопротивления. Реализация математической модели четырехпроводной схемы измерения температуры с использованием источника тока.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.09.2019

Состояние системы мер и измерительной техники в различные исторические периоды. Измерение температуры, давления и расхода жидкости с применением различных методов и средств. Приборы для измерения состава, относительной влажности и свойств вещества.

курсовая работа [589,2 K], добавлен 11.01.2011

Источник

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ

Температура – это величина, характеризующая интенсивность внутренней энергии движения частиц в физическом теле или системе, т.е. то, что можно описать как степень нагретости тела. Для удобства определения температуры рассматриваемого объекта (или среды), вводятся методы измерения при помощи шкал.

Реперные точки — точки, на которых основывается шкала измерений, чётко фиксированные пределы. Одну, причём любую, из точек принимают в качестве начала отсчета. Интервал между двумя реперными точками разделят на определенное количество равных отрезков – так шкала температур делится на градусы (как ни трудно догадаться, при этом один отрезок равен одному градусу)

За исходные значения, применяемые в качестве начала отсчета и единицы измерения, принимают температуры перехода веществ из одного агрегатного состояния в другое, иногда при воздействии на них дополнительных условий, например при определённом давлении.

Способы построения температурных шкал бывают разными. Причин их отличия несколько: это и величина интервала между реперными точками и способы измерения температуры и необходимое число единичных отрезков на шкале.

Заданное необходимое количество частей интервалов.

Величина самого интервала между реперных точек.

Отвечающие установленные требования.

Способы измерения температуры.

За историю науки появилось несколько разных температурных шкал, придуманных разными исследователями при разных обстоятельствах и в разное время. Самые известные — это шкалы Цельсия, Кельвина и Фаренгейта

Шкала Цельсия была создана и предложена шведом Андерсом Цельсием в 1742 году.

Шкала Фаренгейта придумана немецким ученым Габриелем Фаренгейтом в 1724 году.

За первую реперную точку, то есть 0 °F он предложил использовать самоподдерживающуюся температуру смеси льда, воды и хлорида аммония. Вторая реперная точка шкалы +212 °F является температура кипения воды

Значимые точки температуры шкалы Цельсия и Фаренгейта соотносятся следующим образом:

Интервал шкалы поделен на 180 частей, то есть градусов Фаренгейта.

Для перевода температуры из шкалы Цельсия в шкалу Кельвина, достаточно к количеству градусов по Цельсию прибавить 273.

Шкала Кельвина не применяется в быту, однако используется в термодинамике и технике, связанной с широким диапазоном рабочих температур. Так же необходимо отметить, что при указании градусов в Кельвинах, буква «K» после цифр пишется без значка градуса с 1968 года.

Источник