A megjelenés dátuma: 2013.02.08. 02:51
Az emberiség körülbelül 400 évvel ezelőtt tanulta meg a hőmérséklet mérését. Ám az első, mai hőmérőkre emlékeztető műszerek csak a 18. században jelentek meg. Az első hőmérő feltalálója Gabriel Fahrenheit tudós volt. Összességében több különböző hőmérsékleti skálát találtak fel a világon, ezek egy része népszerűbb volt, és ma is használatos, mások fokozatosan kiestek a használatból.
A hőmérsékleti skálák olyan hőmérsékleti értékek rendszerei, amelyek összehasonlíthatók egymással. Mivel a hőmérséklet nem közvetlenül mérhető mennyiség, értéke egy anyag (például víz) hőmérsékleti állapotának változásához kapcsolódik. Általában minden hőmérsékleti skálán két pontot rögzítenek, amelyek megfelelnek a kiválasztott hőmérős anyag különböző fázisokba való átmeneti hőmérsékleteinek. Ezek az úgynevezett referenciapontok. Referenciapontok például a víz forráspontja, az arany keményedési pontja stb. Az egyik pontot az origónak tekintjük. A köztük lévő intervallum bizonyos számú egyenlő szegmensre van felosztva, amelyek egyetlenek. A hőmérséklet mértékegysége általánosan elfogadott egy fok.
A világon a legnépszerűbb és legszélesebb körben használt hőmérsékleti skálák a Celsius és Fahrenheit skála. Nézzük azonban sorban a rendelkezésre álló mérlegeket, és próbáljuk meg összehasonlítani azokat a könnyű kezelhetőség és a gyakorlati hasznosság szempontjából. Öt leghíresebb skála létezik:
1. Fahrenheit Fahrenheit német tudós találta fel. Az egyik hideg téli napokon 1709-ben a tudós hőmérőjének higanyszála nagyon alacsony hőmérsékletre esett, és azt javasolta, hogy az új skálán nullának vegyék. Egy másik referenciapont az emberi test hőmérséklete volt. Az ő skáláján a víz fagyáspontja +32°, a forráspontja +212° volt. A Fahrenheit skála nem különösebben átgondolt vagy kényelmes. Korábban az angol nyelvű országokban széles körben használták, ma már szinte kizárólag az USA-ban.
2. A Reaumur-skála szerint, René de Reaumur francia tudós találta fel 1731-ben, az alsó referenciapont a víz fagyáspontja. A skála az alkohol felhasználásán alapul, amely melegítés hatására kitágul, a fokot a tartályban és a csőben lévő alkohol térfogatának ezredrészének vették nullán. Ez a mérleg már használaton kívül van.
3. Celsius(a svéd Anders Celsius javasolta 1742-ben) a jég és a víz keverékének hőmérsékletét (az a hőmérséklet, amelyen a jég olvad) nullának vesszük, a másik fő szempont a víz forráspontja. Úgy döntöttek, hogy a köztük lévő intervallumot 100 részre osztják, és egy részt vettek mértékegységnek - Celsius fokot. Ez a skála racionálisabb, mint a Fahrenheit-skála és a Reaumur-skála, és ma már mindenhol használják.
4. Kelvin skála Lord Kelvin (W. Thomson angol tudós) találta fel 1848-ban. A rajta lévő nulla pont annak a lehető legalacsonyabb hőmérsékletnek felelt meg, amelynél az anyag molekuláinak mozgása leáll. Ezt az értéket elméletileg a gázok tulajdonságainak tanulmányozásakor számították ki. A Celsius-skálán ez az érték megközelítőleg – 273°C-nak felel meg, azaz. a nulla Celsius egyenlő 273 K-val. Az új skála mértékegysége egy kelvin volt (eredeti nevén „Kelvin fok”).
5. Rankin skála(W. Rankin skót fizikusról kapta a nevét) a Kelvin-skálával megegyező elve, a dimenzió pedig megegyezik a Fahrenheit-skálával. Ez a rendszer gyakorlatilag nem volt elterjedt.
A Fahrenheit és Celsius skála által megadott hőmérsékleti értékek könnyen átválthatók egymásba. Amikor „fejben” (vagyis gyorsan, speciális táblázatok használata nélkül) konvertálja a Fahrenheit értékeket Celsius-fokra, csökkentenie kell az eredeti értéket 32 egységgel, és meg kell szoroznia 5/9-cel. Fordítva (Celsius-Fahrenheit skálától) - szorozza meg az eredeti értéket 9/5-tel, és adjon hozzá 32-t. Összehasonlításképpen: hőmérséklet abszolút nulla Celsius - 273,15 °, Fahrenheit - 459,67 °.
Daniel Gabriel Fahrenheit (1686. 05. 24. - 1736. 09. 16.) - német fizikus. Danzigban (ma Gdansk) született. 1707-től bejárta Németországot, és különféle hangszergyártói szakmát szerzett. 1717-ben Amszterdamba költözött, ahol szerszám- és hangszerkészítő mesterré nőtte ki magát. Élete nagy részét Hollandiában élte le.
Fahrenheit találkozott és levelezett korának vezető tudósaival, különösen P. Muschenbroekkel, V. Gravesande-val és másokkal, mechanikai műhelyt szervezett, amelyben hőmérőket, barométereket, hidrométereket és egyéb fizikai és csillagászati műszereket készített. 1709-ben alkoholhőmérőt, 1714-ben higanyhőmérőt készített. Javasolt (1710 vagy 1714) egy hőmérsékleti skálát (Fahrenheit-skála), amelyben a jég olvadáspontja és a víz forráspontja közötti hőmérsékleti intervallumot 180 részre (fokra) osztották, és a jég olvadáspontja egy értéknek felel meg. 32oF, a víz forráspontja pedig 212oF. A Fahrenheit hőmérők voltak az első praktikus hőmérők.
Fahrenheit a víz túlhűtésének jelenségét (1721) és a folyadék forráspontjának nyomástól és a benne oldott sótartalomtól való függését vizsgálta. Olyan hőmérőt tervezett, amely lehetővé tette a nyomás meghatározását a forráspontadatok alapján. Meghatározta a hideg és meleg víz keverékének hőmérsékletét. Javította a súly-hidrométert, és táblázatokat állított össze a testek fajsúlyáról (1724).
A Londoni Királyi Társaság tagja (1724).
A Fahrenheit a hőmérséklet mérési egysége lineáris skálával. Az angol nyelvű országokban sokáig a Fahrenheit-skála volt a fő, de az 1960-as évek végén és az 1970-es évek elején szinte felváltotta a Celsius-skála. Csak Jamaicában, az USA-ban és Belize-ben használják még mindig széles körben a Fahrenheit-skálát háztartási célokra [forrás nincs megadva 335 nap].
A skála nevét Gabriel Fahrenheit német-lengyel tudósról kapta, aki 1724-ben javasolta.
A Fahrenheit-skálán a jég olvadáspontja +32 °F, a víz forráspontja +212 °F (normál hőmérsékleten). légköri nyomás). Sőt, egy Fahrenheit-fok egyenlő ezen hőmérsékletek közötti különbség 1/180-ával. A 0°...+100° Fahrenheit tartomány nagyjából megfelel a -18°...+38° Celsius tartománynak. A nullát ezen a skálán a víz, jég és ammónia keverékének fagyáspontja határozza meg, a 100 °F pedig az emberi test normál hőmérséklete (a Fahrenheit azonban tévedett az utolsó mérésnél: az emberi test normál hőmérséklete 97,9 °F). Az egyik változat szerint a hőmérsékleti skála 100 fokára a Fahrenheit a felesége testhőmérsékletét mérte, aki a hőmérséklet mérése idején lázas volt [forrás nincs megadva 335 nap] - ez az, és nem a hiba. magából a mérésből, ami felelős a Celsius-pont 2,1 °F-os eltolódásáért.
A hőmérsékleti mutatókat nemcsak a tudósok használják a tudományos munkákban, hanem azok a hétköznapi emberek is, akik azt tervezik, hogy kimennek a szabadba, és nem tudják, milyen ruhákat részesítsenek előnyben. BAN BEN különböző országok Vannak saját, népszerűbb mérőrendszereik. Az orosz állampolgárok ismerik a Celsius-skálát, Amerikában a Fahrenheit fejlesztése népszerűbb.
Mérés Celsiusban
Oroszországban és a legtöbb európai országban, amikor a hőmérsékleti mutatókról beszélünk, az emberek Celsius-fokban mérik. A hőmérsékleti skálát 1742-ben Alexander Celsius találta fel. Rendkívüli ember volt, aki számtan tankönyvet készített, részt vett egy 4 éves utazáson és bejárta a híres csillagászati intézményeket. A svéd tudós neve mégsem hagyja el ajkunkat a híres, 100 osztású skálának köszönhetően, amelyet a víz lehetséges állapotainak elemzésével fejlesztettek ki. 
Az elmélet azon alapul a vízmódosítás jellemzői. A víz nulla alatti hőmérsékleten megfagy. A víz jéggé alakításának folyamatának megfelelő hőmérsékleti mutatókat negatívnak nevezzük. A víz forralása 100%-ban lehetséges (Linnaeus adta a mérleg ismerős megjelenését; Celsius elképzelése szerint a víz 0 fokon forralt és 100 fokon olvadt). Ezek a sarki jelek lehetőséget adtak a tudósnak, hogy 1 fokkal egyenlő mutatót számítson ki.
Ekkor került használatba a Kelvin-skála a 0 fokos minimum hőmérséklet figyelembevételével. Ezeket a mérlegeket összhangba hozták. Egy anyag Celsius-ban számolt hőmérsékleti mutatójának megnevezéséhez hozzá kell adni a Kelvin által kifejlesztett skálán a hőmérsékleti jelet 273,15 .
Fahrenheit hőmérséklet
Az ezen a skálán történő mérés általános. A külföldi orvosi eszközök és meteorológiai fejlesztések gyakran a Fahrenheit-skálán mérik a hőmérsékletet. Ez a rendszer hőmérséklet mérések köszönettel tartozunk Fahrenheit holland tudósnak; Fejlesztései között szerepel az alkohol- és higanyhőmérő.
A XVIII. század 20-as éveiben. A fizikus bemutatta saját hőmérsékleti skáláját a Londoni Királyi Társaságnak. A kezdeti változatban a sóoldat hőmérsékletét (víz, jég és ammónium-klorid egyenlő arányban) vettük bázispontnak. Stabil teljesítményt nullánál (-17,78 Celsius-fok) lehetett elérni. A Fahrenheit által 32 fokként jelzett jelzésnél a keverék olvadni kezdett. A harmadik mutató az optimális emberi hőmérsékletet, 96 fokot jelezte.
Hogyan magyarázható a törtmutatók jelenléte? Talán azért kapták őket, mert a nulla pontot télen választották Gdansk városában. Ezt követően a holland tudósnak gyakorolnia kellett, hogy jól reprodukálható értéket kapjon; majd sóoldatot kezdték használni. A tudósnak nem volt lehetősége kiváló minőségű sóoldatot szerezni munkájához. Ezek a hiányosságok nem akadályozhatták meg a hőmérsékleti skála népszerűségét.
A Fahrenheit-skála különösen a múlt század közepén volt népszerű az angolul beszélő tudósok körében, az iparban és az orvostudományban használták. Az európaiak ekkor kezdték előnyben részesíteni a Celsius által kifejlesztett rendszert. Az amerikaiak még mindig Fahrenheitben mérik a hőmérsékletet; Egyértelmű számukra, hogy jobb a szobahőmérsékletet ezen a szinten tartani 68°F.
A meteorológiai jelentésekben megjelent brit publikációk ezt a megközelítést követik: a mutatókat Celsiusban jelzik, és a Fahrenheit-skála fordítását adják. Ez lehetővé teszi az emberek számára, hogy megválasszák saját fokozatrendszerüket, és az elmúlt évszázadok egyik szakértőjének fejlődése felé hajlanak.
Hogyan viszonyulnak a hőmérsékletek a különböző skálákon?
Vannak kényelmes képletek, amelyek lehetővé teszik a mutatók gyors lefordítását. Annak megértéséhez, hogy a Fahrenheit-skála milyen értéket jelent a Celsius-fokozatban megadott hőmérsékleti jelzés, érdemes speciális képleteket alkalmazni. A Celsius-rendszerben a hőmérséklet a következőképpen számítható ki: Fahrenheit skála - 32, a kapott értéket megszorozzuk 5/9-el. Tehát a 120 Fahrenheit-fok egyenlő 48,9 Celsius-fokkal.
Hogyan számítható ki a Fahrenheit hőmérséklet a rendelkezésre álló Celsius-adatokból? A következő matematikai műveletet hajtjuk végre: a Celsius skála értéke * 9/5 add 32. Az európai hőmérsékletmérő rendszer 20 foka megegyezik a Fahrenheit-skála 60 fokával.
