Merjenje temperature v sistemu C. Temperatura kot kinetična energija

TEMPERATURA IN NJENO MERJENJE.

EKSPERIMENTALNI ZAKONI O PLINU.

1. Toplotno ravnovesje. Temperatura.

Temperatura je fizikalna količina, ki označuje stopnjo segretja telesa. Če pridemo v stik dve telesi z različnimi temperaturami, se bo, kot kažejo izkušnje, bolj segreto telo ohladilo, manj segreto pa segrelo, tj. se dogaja izmenjava toplote– prenos energije z bolj segretega telesa na manj segreto brez opravljanja dela.

Energija, ki se prenaša med izmenjavo toplote, se imenuje količino toplote.

Nekaj ​​časa po stiku teles dosežejo enako stopnjo segrevanja, tj. priti v stanje toplotno ravnotežje.

Toplotno ravnotežje- to je stanje sistema teles v toplotnem stiku, v katerem ne pride do izmenjave toplote in vsi makroparametri teles ostanejo nespremenjeni, če zunanje razmere ne spreminjaj se.

V tem primeru sta dva parametra - prostornina in tlak - lahko različna za različna telesa sistema, tretji, temperatura, pa je v primeru toplotnega ravnovesja enaka za vsa telesa sistema. Na tem temelji določitev temperature.

Imenuje se fizični parameter, ki je enak za vsa telesa sistema, ki so v stanju toplotnega ravnovesja temperaturo ta sistem.

Na primer, sistem je sestavljen iz dveh posod s plinom. Povežimo jih v stik. Prostornina in tlak plina v njih sta lahko različna, vendar bo temperatura zaradi izmenjave toplote postala enaka.

2. Merjenje temperature.

Za merjenje temperature se uporabljajo fizični instrumenti - termometri, v katerih se vrednost temperature ocenjuje s spremembo katerega koli parametra.

Za izdelavo termometra potrebujete:

    Izberite termometrično snov, katere parametri (lastnosti) se spreminjajo s temperaturnimi spremembami (na primer živo srebro, alkohol itd.);

    Izberite termometrično vrednost, tj. vrednost, ki se spreminja s temperaturo (na primer višina stolpca živega srebra ali alkohola, vrednost električni upor itd.);

    Umerite termometer, tj. ustvarite lestvico, na kateri se bo merila temperatura.

Da bi to naredili, je termometrično telo v toplotnem stiku s telesi, katerih temperatura je konstantna. Na primer, pri izdelavi Celzijeve lestvice je temperatura mešanice vode in ledu v stanju taljenja vzeta kot 0 0 C, temperatura mešanice vodne pare in vode v stanju vrenja pri tlaku od 1 atm. – za 100 0 C. V obeh primerih se zabeleži položaj stolpca tekočine, nato pa se razdalja med dobljenima oznakama razdeli na 100 razdelkov.

Pri merjenju temperature pride termometer v toplotni stik s telesom, katerega temperaturo merimo, in po vzpostavitvi toplotnega ravnovesja (odčitki termometra se prenehajo spreminjati) se odčita odčitek termometra.

3. Eksperimentalni plinski zakoni.

Parametri, ki opisujejo stanje sistema, so medsebojno odvisni. Težko je ugotoviti odvisnost treh parametrov drug od drugega hkrati, zato malo poenostavimo nalogo. Razmislimo o procesih, v katerih

a) količina snovi (ali mase) je konstantna, tj. ν=konst (m=konst);

b) vrednost enega od parametrov je fiksna, tj. Konstantno ali tlak, ali prostornina, ali temperatura. Takšni procesi se imenujejo.

1).izoprocesi Izotermični proces

tiste. proces, ki poteka z enako količino snovi pri stalni temperaturi.

Raziskala sta Boyle (1662) in Marriott (1676).

Poenostavljena eksperimentalna shema je naslednja. Oglejmo si posodo s plinom, zaprto s premičnim batom, na katerem so nameščene uteži za izravnavo tlaka plina.

Izkušnje so pokazale, da je produkt tlaka in prostornine plina pri stalni temperaturi stalna vrednost. To pomeni= PV

konst.

Boyle-Mariottov zakon . .

Prostornina V dane količine plina ν pri stalni temperaturi t 0 je obratno sorazmerna z njegovim tlakom, tj.

Grafi izotermičnih procesov. Graf odvisnosti tlaka od prostornine pri konstantni temperaturi se imenuje izoterma. kako višja temperatura

2)., višje se nahaja izoterma na grafu. Izobarični proces

tiste. proces, ki poteka z enako količino snovi pri konstantnem tlaku.

Raziskal Gay-Lussac (1802).

Poenostavljen diagram je naslednji. Posoda s plinom je zaprta s premičnim batom, na katerem je nameščena utež, ki uravnava tlak plina. Posoda s plinom se segreje. kjer je V 0 prostornina plina pri temperaturi t 0 = 0 0 C; V je prostornina plina pri temperaturi t 0, α v je temperaturni koeficient prostorninskega raztezanja,

Gay-Lussacov zakon.

Prostornina dane količine plina pri konstantnem tlaku je linearno odvisna od temperature.

Grafi izobaričnih procesov.

Graf volumna plina v odvisnosti od temperature pri konstantnem tlaku se imenuje izobara.

Če ekstrapoliramo (nadaljujemo) izobare v regijo nizke temperature, potem se bodo vsi zbližali v točki, ki ustreza temperaturi t 0 = - 273 0 C.

3).Izohorni proces, tj. proces, ki poteka z enako količino snovi pri konstantnem volumnu.

Raziskal Charles (1802).

Poenostavljen diagram je naslednji. Posoda s plinom je zaprta s premičnim batom, na katerem so nameščene uteži za izravnavo tlaka plina. Posoda se segreje.

Izkušnje so pokazale, da se pri segrevanju plina pri konstantni prostornini njegov tlak spreminja po naslednjem zakonu: kjer je P 0 prostornina plina pri temperaturi t 0 = 0 0 C; P – prostornina plina pri temperaturi t 0 , α p – temperaturni koeficient tlaka,

Charlesov zakon.

Tlak dane količine plina pri stalni prostornini je linearno odvisen od temperature.

Graf plinskega tlaka v odvisnosti od temperature pri stalni prostornini imenujemo izohor.

Če ekstrapoliramo (nadaljujemo) izohore v območje nizkih temperatur, potem se bodo vse zbližale v točki, ki ustreza temperaturi t 0 = - 273 0 C.

4. Absolutna termodinamična lestvica.

Angleški znanstvenik Kelvin je predlagal premakniti začetek temperaturne lestvice v levo na 273 0 in to točko poimenovati temperatura absolutne ničle. Lestvica nove lestvice je enaka lestvici Celzija. Nova lestvica se imenuje Kelvinova lestvica ali absolutna termodinamična lestvica. Merska enota je kelvin.

Nič stopinj Celzija ustreza 273 K. Temperatura na Kelvinovi lestvici je označena s črko T.

T = t 0 C + 273

t 0 C = T – 273

Nova lestvica se je izkazala za primernejšo za zapis plinskih zakonov.

Iz enačbe (2.4)

iz tega sledi, da je tlak idealnega plina sorazmeren z njegovo gostoto (gostoto plina določa število molekul na prostorninsko enoto) in povprečno kinetično energijo gibanje naprej molekule. Pri konstantnem in torej pri konstantnem volumnu V plina (kjer je število molekul v posodi) je tlak plina odvisen samo od povprečne kinetične energije molekul.

Medtem je iz izkušenj znano, da se lahko pri stalni prostornini tlak plina spremeni samo na en način: s segrevanjem ali hlajenjem; Pri segrevanju plina se njegov tlak poveča, pri ohlajanju pa se zmanjša. Za segret in ohlajen plin je, tako kot za vsako telo, značilna temperatura - posebna vrednost, ki se že dolgo uporablja v znanosti, tehnologiji in vsakdanjem življenju. Zato mora obstajati povezava med temperaturo in povprečno kinetično energijo molekul.

Preden ugotovimo to povezavo, poglejmo, kaj je temperatura kot fizikalna količina.

IN vsakdanje življenje temperatura je za nas vrednost, ki loči "vroče" od "hladnega". In prve ideje o temperaturi so nastale iz občutkov toplote in mraza. Te znane občutke lahko uporabimo, da ugotovimo glavna značilnost temperature kot fizikalna količina.

Vzemimo tri posode. Nalijmo ga v enega od njih topla voda, v drugi - hladno, v tretji - mešanica vroče in hladno vodo. Eno roko, denimo desno, spustimo v posodo z topla voda, in levo - v posodo s hladno vodo. Ko nekaj časa držimo roke v teh posodah, jih bomo prenesli v tretjo posodo. Kaj nam bodo naši občutki povedali o vodi v tej posodi? Desna roka se bo počutila kot voda

mrzla je, leva pa pravi, da je topla. Toda to "neskladje" bo izginilo, če boste obe roki dlje držali v tretji posodi. Čez nekaj časa bosta obe roki začeli doživljati povsem enake občutke, ki ustrezajo temperaturi vode v tretji posodi.

Bistvo je v tem, da so imele roke, ki so bile najprej v posodah z vročo in mrzlo vodo, različne temperature, različne med seboj in od temperature v tretji posodi. In traja nekaj časa, da se temperatura vsake roke izenači s temperaturo vode, v katero sta potopljeni. Potem bodo temperature rok postale enake. Občutki bodo enaki. Potrebno je, kot pravijo, da je v sistemu teles " desna roka - leva roka- voda« je vzpostavljeno toplotno ravnovesje.

Ta preprost poskus kaže, da je temperatura količina, ki označuje stanje toplotnega ravnovesja: telesa v stanju toplotnega ravnovesja imajo enake temperature. Nasprotno pa so telesa z enako temperaturo med seboj v toplotnem ravnovesju. In če sta dve telesi v toplotnem ravnovesju z nekim tretjim telesom, potem sta obe telesi med seboj v toplotnem ravnovesju. Ta pomembna izjava je eden od osnovnih zakonov narave. In na tem temelji sama sposobnost merjenja temperature. V opisanem poskusu smo na primer govorili o toplotnem ravnovesju obeh rok, potem ko je bila vsaka od njiju v toplotnem ravnovesju z vodo.

Če telo ali sistem teles ni v stanju toplotnega ravnovesja in če je sistem izoliran (ne sodeluje z drugimi telesi), se po določenem času stanje toplotnega ravnovesja vzpostavi samo od sebe. Stanje toplotnega ravnovesja je stanje, v katerega preide vsak izoliran sistem. Ko je tako stanje doseženo, se le-to ne spreminja več in v sistemu ne pride do nobenih makroskopskih sprememb. Eden od znakov stanja toplotnega ravnovesja je enakost temperatur vseh delov telesa ali vseh teles sistema. Znano je, da v procesu vzpostavljanja toplotnega ravnovesja, to je, ko se temperatura dveh teles izenači, toplota prehaja z enega telesa na drugo. Posledično je z eksperimentalnega vidika temperatura telesa količina, ki določa, ali bo telo predalo toploto drugemu telesu z drugačno temperaturo ali od njega prejelo toploto.

Nekoliko posebno mesto med fizikalnimi količinami zavzema temperatura. To ni presenetljivo, glede na to, da v dobi, ko se je ta količina pojavila v znanosti, ni bilo znano, kaj točno notranji procesi v snovi povzročajo občutke toplote in mraza.

Edinstvenost temperature kot fizikalne količine je predvsem v tem, da za razliko od mnogih drugih količin,

ni aditiv. To pomeni, da če telo mentalno razdelite na dele, potem temperatura celotnega telesa ni enaka vsoti temperatur njegovih delov. Na ta način se temperatura razlikuje od na primer količin, kot so dolžina, prostornina, masa, katerih vrednosti za celotno telo so sestavljene iz vrednosti ustreznih količin za njegove dele.

Zaradi tega telesne temperature ni mogoče neposredno izmeriti, saj se meri dolžina ali masa, torej primerjava s standardom. Če za eno palico lahko rečemo, da je njena dolžina tolikokrat večja od dolžine druge palice, potem vprašanje, kolikokrat je ena temperatura vsebovana v drugi, ni smiselno.

Za merjenje temperature že dolgo velja, da se s spremembo temperature telesa spremenijo tudi njegove lastnosti. Posledično se spremenijo količine, ki označujejo te lastnosti. Zato je za izdelavo naprave za merjenje temperature, tj. termometra, izbrana snov (termometrična snov) in določena količina, ki označuje lastnost snovi (termometrična količina). Izbira obeh je povsem poljubna. Pri gospodinjskih termometrih je na primer termometrična snov živo srebro, termometrična količina pa dolžina živosrebrnega stebra.

Da bi lahko vrednosti temperature dodelili določene številčne vrednosti, je treba določiti tudi eno ali drugo odvisnost termometrične vrednosti od temperature. Tudi izbira te odvisnosti je poljubna: navsezadnje, dokler ni termometra, je te odvisnosti nemogoče eksperimentalno ugotoviti! V primeru živosrebrnega termometra je npr. linearna odvisnost dolžina živosrebrovega stolpca (prostornina živega srebra) na temperaturo.

Še vedno je treba določiti enoto temperature - stopinjo (čeprav bi jo načeloma lahko izrazili v istih enotah, v katerih se meri termometrična vrednost, na primer z živosrebrnim termometrom - v centimetrih!). Tudi vrednost stopinj je izbrana poljubno (tako kot termometrična snov, termometrična vrednost in vrsta funkcije, ki povezuje termometrično vrednost s temperaturo). Velikost stopnje je nastavljena na naslednji način. Izberejo, spet poljubno, dve temperaturi (imenujejo jih referenčne točke) - običajno sta to temperaturi taljenja ledu in vrele vode pri atmosferskem tlaku - in ta temperaturni interval delijo z določenim (prav tako poljubnim) številom. enake dele- stopinj, eni od teh dveh temperatur pa je dodeljena določena številčna vrednost. To določa vrednost druge temperature in morebitne vmesne. Na ta način dobimo temperaturno lestvico. Jasno je, da je z opisanim postopkom mogoče dobiti nešteto različnih termometrov in temperaturne lestvice,

Sodobna termometrija temelji na skali idealnega plina, ki se določi s plinskim termometrom. V bistvu je plinski termometer zaprta posoda, napolnjena z idealnim plinom in opremljena z manometrom za merjenje tlaka plina. To pomeni, da je termometrična snov v takem termometru idealen plin, termometrična količina pa tlak plina pri stalni prostornini. Odvisnost tlaka od temperature je predpostavljena (natančno sprejeta!) linearna. Ta predpostavka vodi do dejstva, da je razmerje tlakov pri temperaturah vrele vode in talečega se ledu enako razmerju teh temperatur samih:

Odnos je enostavno določiti iz izkušenj. To so pokazale številne meritve

To je torej vrednost temperaturnega razmerja:

Velikost stopinj se izbere tako, da se razlika deli na sto delov:

Iz zadnjih dveh enakosti sledi, da je tališče ledu na lestvici, ki smo jo izbrali, enaka 273,15 stopinj, vrelišče vode Tk pa 373,15 stopinj. Za merjenje temperature telesa s plinskim termometrom je potrebno telo pripeljati v stik s plinskim termometrom in po čakanju na ravnovesje izmeriti tlak plina v termometru. Potem se telesna temperatura določi s formulo

kje je tlak plina v termometru, postavljenem v taleči se led.

V praksi se plinski termometer uporablja izjemno redko. Zaupana mu je bolj odgovorna vloga - vsi uporabljeni termometri so umerjeni po njej.

Temperatura, enaka nič na naši lestvici, je očitno temperatura, pri kateri bi bil tlak idealnega plina enak nič. (To ne pomeni, da je mogoče idealni plin dejansko toliko ohladiti, da njegov tlak postane enako nič.) Če pri ničli temperaturne lestvice termometrična količina postane nič, potem se taka lestvica imenuje absolutna lestvica in temperatura, izmerjena na taki skali, se imenuje absolutna temperatura. Tu opisana lestvica plinskega termometra je absolutna. Pogosto se imenuje tudi Kelvinova lestvica,

in enota za temperaturo v tej lestvici je stopinja Kelvina ali preprosto kelvin (simbol: K).

V tehniki in vsakdanjem življenju se pogosto uporablja temperaturna lestvica, ki se od opisane razlikuje po tem, da je temperaturi taljenja ledu pripisana vrednost nič (pri enaki stopinjski velikosti). Ta lestvica se imenuje Celzijeva lestvica. Temperatura, izmerjena na tej lestvici, je povezana z absolutno temperaturo z očitnim razmerjem:

V nadaljevanju bomo uporabljali Kelvinovo lestvico.

Iz povedanega sledi, da temperatura označuje toplotno ravnovesje teles: ob prehodu v ravnotežno stanje se temperature teles izravnajo, v ravnotežnem stanju pa se temperatura vseh delov telesa oz. s tem je povezan tudi sam sistem teles. Da bi izmerili vrednost termometrične količine pri temperaturah talečega se ledu in vrele vode, je treba termometer spraviti v stanje ravnovesja s talečim se ledom in vrelo vodo, in da bi izmerili temperaturo katerega koli telesa, zagotoviti je treba možnost vzpostavitve toplotnega ravnovesja med termometrom in telesom. In šele ko je takšno ravnotežje doseženo, lahko štejemo, da je telesna temperatura enaka temperaturi, ki jo meri termometer.

Temperatura je torej tista, ki se izenačuje v procesu vzpostavljanja ravnovesja v sistemu. Toda sam koncept poravnave pomeni, da se nekaj prenese iz enega dela sistema v drugega. Enačba (2.4), ki smo jo dobili za tlak idealnega plina, nam bo omogočila razumeti, kaj je to "nekaj".

Predstavljajmo si izoliran valj z idealnim plinom, v katerem je že vzpostavljeno toplotno ravnotežje, tako da je temperatura v vseh delih prostornine plina enaka. Predpostavimo, da je brez motenj ravnovesja v valj nameščen gibljiv bat, ki razdeli prostornino plina na dva dela (slika 3, a). V ravnotežnih pogojih bo bat miroval. To pomeni, da v ravnovesju niso le temperature, ampak tudi tlaki na obeh straneh bata enaki. Po enačbi (2.4) sta tudi količini enaki

Zdaj začasno razbijemo izolacijo naše plinske jeklenke in segrejemo enega od njenih delov, na primer tistega na levi strani bata, nato pa ponovno obnovimo izolacijo. Zdaj plin v jeklenki ni v ravnovesju - temperatura v levem predelu je višja kot v desnem (slika 3, b). Toda plin je izoliran in prehod v stanje ravnovesja se bo začel sam. Hkrati bomo videli, da se bo bat začel premikati od leve proti desni. To pomeni, da je delo opravljeno, zato se energija skozi bat prenaša iz plina v levem predelu v plin v desnem. To pomeni, da je tisto, kar se prenaša v procesu vzpostavljanja toplotnega ravnovesja, energija. Čez nekaj časa se bo gibanje bata ustavilo. Toda bat se bo ustavil po nizu tresljajev. In ustavil se bo na istem mestu, kjer je bil pred segrevanjem levega cilindričnega prostora. V plinski jeklenki se je ponovno vzpostavilo ravnotežno stanje. Toda zdaj sta temperatura plina in njegov tlak seveda višja kot pred segrevanjem.

Ker se je bat ustavil na istem mestu, je koncentracija molekul (tj. število molekul na prostorninsko enoto) ostala enaka. To pomeni, da je zaradi segrevanja plina le povprečje kinetična energija njegove molekule. Izenačitev temperature torej pomeni izenačitev povprečne kinetične energije molekul na obeh straneh bata. Pri prehodu v ravnotežje se energija prenaša iz enega dela plina v drugega, vendar se ne izenači energija celotnega plina kot celote, temveč povprečna kinetična energija na molekulo. To je povprečna kinetična energija molekule, ki se obnaša kot temperatura.

Ti dve količini sta si podobni tudi v tem, da je povprečna kinetična energija, tako kot temperatura, neaditivna količina; enaka je za celoten plin in za kateri koli njegov del (ki vsebuje dovolj veliko število molekule). Energija celotnega plina je seveda aditivna količina – sestavljena je iz energij njegovih delov.

Ne smemo misliti, da naše razmišljanje velja le za primer, ko je plin v valju razdeljen z batom na dva dela. In brez bata bi si molekule ob medsebojnih trkih izmenjevale energijo in bi jo prenašale iz bolj segretega dela v manj segretega, zaradi česar bi se povprečne kinetične energije molekul izenačile. Bat le naredi prenos energije viden, saj je njegovo gibanje povezano z opravljanjem dela.

Zgornje preprosto, čeprav ne zelo strogo sklepanje kaže, da količina, ki je dolgo znana kot temperatura, dejansko predstavlja povprečno kinetično energijo translacijskega gibanja molekul. Dejstvo, da smo ta rezultat dobili za primer idealnega plina, se ne spremeni

V aplikaciji za idealen plin bolj priročno je domnevati, da je temperatura enaka dvema tretjinama povprečne kinetične energije molekul, saj bo to poenostavilo obliko formule (2.4) za tlak plina. Ko tako določeno temperaturo označimo s črko, lahko zapišemo:

Potem bo enačba (2.4) dobila preprosto obliko:

S to definicijo temperature je očitno treba meriti v energijskih enotah (v sistemu SI - v joulih, v sistemu enot CGS - v ergih). Vendar pa je v praksi uporaba takšne enote temperature neprijetna. Še tako majhna enota za energijo je prevelika, da bi lahko služila kot enota za temperaturo. Pri njegovi uporabi bi bile običajne temperature izražene v zanemarljivo majhnih številkah. Na primer, temperatura taljenja ledu bi bila. Poleg tega bi bilo merjenje temperature, izražene v ergih, zelo težko.

Zaradi tega in tudi zato, ker se je vrednost temperature uporabljala veliko preden so se razvili molekularno kinetični koncepti, ki so pojasnili pravi pomen temperature, se le-ta kljub konvenciji te enote še vedno meri v starih enotah – stopinjah.

Če pa temperaturo merite v stopinjah, potem morate vnesti ustrezen koeficient, ki pretvarja energijske enote in stopinje. Običajno jo označimo s črko. Potem je razmerje med temperaturo, merjeno v stopinjah, in povprečno kinetično energijo izraženo z enakostjo:

Spomnimo se, da se formula (3.1) nanaša na molekulo, za katero smo se dogovorili, da je podobna točki. Njegova kinetična energija je kinetična energija translacijskega gibanja, katere hitrost je mogoče razstaviti na tri komponente. Zaradi kaotične narave molekularnih gibanj lahko domnevamo, da energija

molekule so enakomerno porazdeljene po vseh treh komponentah hitrosti, tako da vsaka od njih predstavlja energijo

Imenuje se množitelj, ki izraža razmerje med enoto za energijo in enoto za temperaturo - kelvin Boltzmannova konstanta. Jasno je, da je treba njegovo številčno vrednost določiti eksperimentalno. Zaradi posebnega pomena te konstante so jo ugotavljali s številnimi metodami. Predstavljamo najbolj natančno vrednost te konstante do sedaj. V enotah SI

V sistemu enot GHS

Iz formule (3.1) sledi, da je ničelna temperatura temperatura, pri kateri je povprečna kinetična energija naključnih gibanj molekul enaka nič, to je temperatura, pri kateri se kaotična gibanja molekul ustavijo. To je tista absolutna ničla, začetek odštevanja absolutna temperatura, ki je bil omenjen zgoraj.

Iz formule (3.1) tudi sledi, da negativnih temperatur ne more biti, saj je kinetična energija v bistvu pozitivna količina. Vendar spodaj, v pogl. VI, bo prikazano, da je za nekatere sisteme mogoče formalno uvesti koncept negativnih temperatur. Res je, zanje ne moremo reči, da so to nižje temperature absolutna ničla in da se nanašajo na ravnotežno stanje sistema.

Ker je temperatura določena s povprečno energijo gibanja molekul, je tako kot tlak statistična količina. Ne morete govoriti o "temperaturi" ene ali nekaj molekul ali o "vročih" ali "hladnih" molekulah. Nima smisla na primer govoriti o temperaturi plina v vesolje, kjer je število molekul na prostorninsko enoto tako majhno, da ne tvorijo plina v običajnem pomenu besede in ni mogoče govoriti o povprečni energiji gibanja molekul.

Energije, povezane z kaotična gibanja delci plina so zelo majhni. Iz formule (3.1) in podane vrednosti Boltzmannove konstante je razvidno, da temperatura 1 K ustreza energiji, ki je enaka Pri najnižji temperaturi, doseženi do danes (približno 10 6 K), je povprečna energija molekul približno 109 džulov. Tudi najvišja umetno pridobljena temperatura - približno 100 milijonov stopinj, ki se razvije med eksplozijo jedrska bomba, - ustreza zanemarljivi energiji joulskih delcev.

Zaradi dejstva, da ima temperatura zelo pomembno vlogo pomembno vlogo v fiziki in tehniki jo poleg dolžine, mase in časa uvrščamo med osnovne količine enotskega sistema SI, enota za temperaturo kelvin pa je ena izmed osnovnih enot tega sistema (razsežnost temperature je označeno s črko c).

V SI enota za temperaturo (kelvin) ni določena na podlagi temperaturnega intervala "temperatura talečega se ledu - temperatura vrele vode", temveč na podlagi intervala "absolutna ničla - temperatura trojne točke vode" ”. Trojna točka vode je temperatura, pri kateri so voda, vodna para in led v ravnotežju (glej § 130). Temperaturi trojne točke vode je dodeljena vrednost 273,16 K (natančna).

Tako je 1 kelvin enak delu temperaturnega intervala od temperature absolutne ničle do temperature trojne točke vode.

Ker je temperatura trojne točke vode 0,01 °C, so stopinje v Celzijevi in ​​Kelvinovi lestvici enake in vsako temperaturo lahko izrazimo v stopinjah Celzija ali v kelvinih.

Več jih je različne enote meritve temperature.

Najbolj znani so naslednji:

Stopnja Celzija - uporablja se v Mednarodni sistem enote (SI) skupaj s kelvinom.

Stopinja Celzija je dobila ime po švedskem znanstveniku Andersu Celsiusu, ki je leta 1742 predlagal novo lestvico za merjenje temperature.

Prvotna definicija stopinj Celzija je bila odvisna od definicije standardnega atmosferskega tlaka, ker sta tako vrelišče vode kot tališče ledu odvisna od tlaka. To ni zelo priročno za standardizacijo merske enote. Zato je bila po sprejetju Kelvina K kot osnovne enote za temperaturo revidirana definicija stopinje Celzija.

Glede na sodobna definicija, stopinja Celzija je enaka enemu kelvinu K, ničla Celzijeve lestvice pa je nastavljena tako, da je temperatura trojne točke vode 0,01 °C. Posledično se lestvici Celzija in Kelvina premakneta za 273,15:

Leta 1665 je nizozemski fizik Christiaan Huygens skupaj z angleškim fizikom Robertom Hookom prvič predlagal uporabo tališča ledu in vrele vode kot referenčnih točk na temperaturni lestvici.

Leta 1742 je švedski astronom, geolog in meteorolog Anders Celsius (1701-1744) na podlagi te ideje razvil novo temperaturno lestvico. Sprva je bilo 0° (nič) vrelišče vode, 100° pa zmrzišče vode (tališče ledu). Kasneje, po Celzijevi smrti, sta njegova sodobnika in rojaka, botanik Carl Linnaeus in astronom Morten Stremer, uporabljala to lestvico obrnjeno (temperaturo taljenja ledu so začeli jemati kot 0°, vrelišče vode pa kot 100°). To je oblika, v kateri se lestvica uporablja še danes.

Po nekaterih virih je Celsius sam obrnil svojo lestvico na glavo po nasvetu Stremerja. Po drugih virih je lestvico leta 1745 obrnil Carl Linnaeus. In po tretjem je lestvico obrnil na glavo Celzijev naslednik Morten Stremer in v 18. stoletju je bil tak termometer široko razširjen pod imenom "švedski termometer", na samem Švedskem pa pod imenom Stremer, vendar znani švedski kemik Jons Jacob Berzelius je v svojem delu "Priročnik za kemijo" lestvico poimenoval "Celsius" in od takrat je centigradska lestvica začela nositi ime Andersa Celzija.

Fahrenheitova stopinja.

Ime je dobil po nemškem znanstveniku Gabrielu Fahrenheitu, ki je leta 1724 predlagal lestvico za merjenje temperature.

Na Fahrenheitovi lestvici je tališče ledu +32 °F, vrelišče vode pa +212 °F (pri normalnem atmosferskem tlaku). Poleg tega je ena stopinja Fahrenheita enaka 1/180 razlike med tema temperaturama. Območje 0...+100 °F na Fahrenheitovi lestvici ustreza približno območju -18...+38 °C na Celzijevi lestvici. Nič na tej lestvici je določena z zmrziščem mešanice vode, soli in amoniaka (1:1:1), normalna temperatura pa je 96 °F človeško telo.

Kelvin (pred 1968 stopinj Kelvina) je termodinamična enota za temperaturo v mednarodnem sistemu enot (SI), ena od sedmih osnovnih enot SI. Predlagano leta 1848. 1 kelvin je enak 1/273,16 termodinamične temperature trojne točke vode. Začetek lestvice (0 K) sovpada z absolutno ničlo.

Pretvorba v stopinje Celzija: °C = K−273,15 (temperatura trojne točke vode - 0,01 °C).

Enota je poimenovana po angleški fizik William Thomson, ki je dobil naziv Lord Kelvin of Larg of Ayrshire. Ta naslov pa izvira iz reke Kelvin, ki teče skozi ozemlje univerze v Glasgowu.

Kelvin

Stopnja Celzija

Fahrenheit

Absolutna ničla

Vrelišče tekočega dušika

Sublimacija (prehod iz trdno stanje do plinastega) suhega ledu

Presečišče lestvic Celzija in Fahrenheita

Tališče ledu

Trojna točka vode

Normalna telesna temperatura človeka

Vrelišče vode pri tlaku 1 atmosfere (101,325 kPa)

Stopnja Reaumur - enota za temperaturo, pri kateri sta zmrzišče in vrelišče vode 0 oziroma 80 stopinj. Leta 1730 ga je predlagal R. A. Reaumur. Reaumurjeva lestvica je praktično izginila iz uporabe.

Roemerjeva diploma - trenutno neuporabljena enota za temperaturo.

Römerjevo temperaturno lestvico je leta 1701 ustvaril danski astronom Ole Christensen Römer. Postala je prototip Fahrenheitove lestvice, ki je leta 1708 obiskala Roemerja.

Nič stopinj je ledišče slane vode. Druga referenčna točka je temperatura človeškega telesa (30 stopinj po Roemerjevih meritvah, to je 42 °C). Nato temperatura zmrzovanja sveža voda izkaže se za 7,5 stopinje (lestvica 1/8), vrelišče vode pa je 60 stopinj. Tako je Roemerjeva lestvica 60 stopinj. Zdi se, da je to izbiro mogoče pojasniti z dejstvom, da je Roemer predvsem astronom in da je število 60 temelj astronomije že od Babilona.

Rankinova diploma - enota za temperaturo na absolutni temperaturni lestvici, poimenovana po škotskem fiziku Williamu Rankinu ​​(1820-1872). Uporablja se v angleško govoreče države za inženirske termodinamične izračune.

Rankinova lestvica se začne pri absolutni ničli, ledišče vode je 491,67°Ra, vrelišče vode je 671,67°Ra. Število stopinj med zmrziščem in vreliščem vode na Fahrenheitovi in ​​Rankinovi lestvici je enako in enako 180.

Razmerje med Kelvinom in Rankinom je 1 K = 1,8 °Ra, Fahrenheit se pretvori v Rankine z uporabo formule °Ra = °F + 459,67.

Stopnja Delisle - trenutno neuporabljena merska enota temperature. Izumil jo je francoski astronom Joseph Nicolas Delisle (1688-1768). Delislova lestvica je podobna Reaumurjevi temperaturni lestvici. V Rusiji se je uporabljal do 18. stoletja.

Peter Veliki je povabil francoskega astronoma Josepha Nicolasa Delisla v Rusijo in ustanovil Akademijo znanosti. Leta 1732 je Delisle ustvaril termometer, ki je kot delovno tekočino uporabil živo srebro. Vrelišče vode je bilo izbrano kot nič. Sprememba temperature je bila vzeta kot ena stopinja, kar je povzročilo zmanjšanje prostornine živega srebra za stotisočinko.

Tako je bila temperatura taljenja ledu 2400 stopinj. Vendar se je kasneje takšna frakcijska lestvica zdela pretirana in že pozimi 1738 je Delislov kolega na peterburški akademiji, zdravnik Josias Weitbrecht (1702-1747), zmanjšal število korakov od vrelišča do ledišča vode. do 150.

"Inverzija" te lestvice (kot tudi prvotne različice Celzijeve lestvice) v primerjavi s trenutno sprejetimi je običajno razložena s čisto tehničnimi težavami, povezanimi s kalibracijo termometrov.

Delisle lestvica je prejela dovolj razširjena v Rusiji, njegove termometre pa so uporabljali približno 100 let. To lestvico so uporabljali mnogi ruski akademiki, vključno z Mihailom Lomonosovim, ki pa ga je "obrnil", pri čemer je postavil nič na ledišče in 150 stopinj na vrelišče vode.

Hookova diploma - zgodovinska enota temperature. Hookova lestvica velja za prvo temperaturno lestvico s fiksno ničlo.

Prototip tehtnice, ki jo je ustvaril Hooke, je bil termometer iz Firenc, ki mu je prišel leta 1661. V Hookovi Micrographii, objavljeni leto kasneje, je opis lestvice, ki jo je razvil. Hooke je definiral eno stopinjo kot spremembo prostornine alkohola za 1/500, tj. ena Hookova stopinja je enaka približno 2,4 °C.

Leta 1663 članov Kraljeva družba so se strinjali, da bodo uporabili Hookov termometer kot standard in z njim primerjali odčitke drugih termometrov. Nizozemski fizik Christiaan Huygens je leta 1665 skupaj s Hookom predlagal uporabo temperatur taljenja ledu in vrele vode za izdelavo temperaturne lestvice. To je bila prva lestvica s fiksno ničlo in negativnimi vrednostmi.

Daltonova stopnja – zgodovinska enota temperature. Nima posebne vrednosti (v enotah tradicionalnih temperaturnih lestvic, kot so Kelvin, Celzij ali Fahrenheit), ker je Daltonova lestvica logaritemska.

Daltonovo lestvico je za merjenje razvil John Dalton visoke temperature ah, ker so običajni termometri z enotno skalo dali napako zaradi neenakomerne ekspanzije termometrične tekočine.

Nič na Daltonovi lestvici ustreza nič Celzija. Posebnost Daltonova lestvica je, da je absolutna ničla v njej enaka − ∞°Da, torej je nedosegljiva vrednost (kar je po Nernstovem izreku tudi res).

Newtonova stopnja - enota za temperaturo, ki se trenutno ne uporablja.

Newtonovo temperaturno lestvico je leta 1701 razvil Isaac Newton za izvajanje termofizikalnih raziskav in je bila verjetno prototip Celzijeve lestvice.

Newton je uporabil termometrično tekočino laneno olje. Newton je vzel ledišče sladke vode za nič stopinj, temperaturo človeškega telesa pa je označil za 12 stopinj. Tako je vrelišče vode postalo 33 stopinj.

Leidenska diploma je zgodovinska enota za temperaturo, ki se je v začetku 20. stoletja uporabljala za merjenje kriogenih temperatur pod –183 °C.

Ta lestvica prihaja iz Leidna, kjer se od leta 1897 nahaja laboratorij Kamerlingh Onnes. Leta 1957 sta H. van Dijk in M. Durau predstavila lestvico L55.

Vrelišče standardnega tekočega vodika (–253 °C), sestavljenega iz 75 % ortovodika in 25 % paravodika, je bilo vzeto kot nič stopinj. Druga referenčna točka je vrelišče tekočega kisika (–193 °C).

Planckova temperatura , poimenovana po nemškem fiziku Maxu Plancku, je enota za temperaturo, označena s T P , v Planckovem sistemu enot. To je ena od Planckovih enot, ki predstavlja temeljno mejo v kvantna mehanika. Moderno fizikalna teorija ne more opisati česa bolj vročega zaradi pomanjkanja razvitega kvantna teorija gravitacija. Nad Planckovo temperaturo postane energija delcev tako velika, da gravitacijske sile med njimi postanejo primerljivi z drugimi temeljne interakcije. To je temperatura vesolja v prvem trenutku (Planckov čas) veliki pok v skladu s trenutnimi idejami kozmologije.

Termodinamična definicija

Zgodovina termodinamičnega pristopa

Beseda "temperatura" se je pojavila v tistih časih, ko so ljudje verjeli, da vsebujejo bolj vroča telesa več posebna snov - kalorična, kot v manj ogrevanih. Zato je bila temperatura zaznana kot moč mešanice telesne snovi in ​​kalorij. Zaradi tega se merske enote za moč alkoholnih pijač in temperaturo imenujejo enako - stopinje.

Določanje temperature v statistični fiziki

Instrumenti za merjenje temperature so pogosto kalibrirani na relativnih skalah – Celzijevih ali Fahrenheitovih.

V praksi se meri tudi temperatura

Najbolj natančen praktični termometer je platinasti uporovni termometer. Razvita najnovejše metode meritve temperature na podlagi meritev parametrov lasersko sevanje.

Temperaturne enote in lestvica

Ker je temperatura kinetična energija molekul, je jasno, da jo je najbolj naravno meriti v energijskih enotah (torej v sistemu SI v joulih). Vendar se je merjenje temperature začelo že dolgo pred nastankom molekularne kinetične teorije, zato praktične tehtnice merijo temperaturo v konvencionalnih enotah - stopinjah.

Absolutna temperatura. Kelvinova temperaturna lestvica

Pojem absolutne temperature je uvedel W. Thomson (Kelvin), zato se absolutna temperaturna lestvica imenuje Kelvinova ali termodinamična temperaturna lestvica. Enota za absolutno temperaturo je kelvin (K).

Absolutna temperaturna lestvica se imenuje zato, ker je merilo osnovnega stanja spodnje meje temperature absolutna ničla, to je najnižja možna temperatura, pri kateri snovi načeloma ni mogoče odvzeti toplotne energije.

Absolutna ničla je definirana kot 0 K, kar je enako −273,15 °C.

Kelvinova temperaturna lestvica je lestvica, ki se začne pri absolutni ničli.

Pomembno ima razvoj na osnovi termodinamične Kelvinove lestvice mednarodnih praktičnih lestvic na osnovi referenčnih točk – faznih prehodov čiste snovi, določeno z metodami primarna termometrija. Prvo mednarodno temperaturno lestvico je leta 1927 sprejel ITS-27. Od leta 1927 je bila lestvica večkrat redefinirana (MTSh-48, MPTS-68, MTSH-90): spremenile so se referenčne temperature in metode interpolacije, vendar je princip ostal enak - osnova lestvice je niz fazni prehodičiste snovi z določenimi vrednostmi termodinamičnih temperatur in na teh točkah kalibrirani interpolacijski instrumenti. Trenutno je v veljavi lestvica ITS-90. Glavni dokument (Pravilnik o lestvici) določa definicijo Kelvina, vrednosti temperatur faznega prehoda (referenčne točke) in metode interpolacije.

Temperaturne lestvice, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju – tako Celzijeve kot Fahrenheitske (uporabljajo se predvsem v ZDA) – niso absolutne in so zato neprijetne pri izvajanju poskusov v pogojih, ko temperatura pade pod ledišče vode, zato je treba temperaturo izraziti negativno število. Za take primere so bile uvedene absolutne temperaturne lestvice.

Ena od njih se imenuje Rankinova lestvica, druga pa absolutna termodinamična lestvica (Kelvinova lestvica); njihove temperature se merijo v stopinjah Rankine (°Ra) oziroma kelvinih (K). Obe lestvici se začneta pri temperaturi absolutne ničle. Razlikujeta se po tem, da je cena enega razdelka na Kelvinovi lestvici enaka ceni razdelka na Celzijevi lestvici, cena enega razdelka na Rankinovi lestvici pa je enakovredna ceni razdelka termometra s Fahrenheitovo lestvico. Zmrzišče vode pri standardnem atmosferskem tlaku ustreza 273,15 K, 0 °C, 32 °F.

Kelvinova lestvica je vezana na trojno točko vode (273,16 K), od nje pa je odvisna Boltzmannova konstanta. To povzroča težave pri točnosti interpretacije meritev visoke temperature. BIPM zdaj razmišlja o možnosti prehoda na novo definicijo Kelvina in določitev Boltzmannove konstante namesto sklicevanja na temperaturo trojne točke. .

Celzija

V tehniki, medicini, meteorologiji in v vsakdanjem življenju se uporablja Celzijeva lestvica, pri kateri je temperatura trojne točke vode 0,008 °C, zato je zmrzišče vode pri tlaku 1 atm 0 °C. C. Trenutno se Celzijeva lestvica določa preko Kelvinove lestvice: cena enega razdelka na Celzijevi lestvici je enaka ceni razdelka na Kelvinovi lestvici, t(°C) = T(K) - 273,15. Tako je vrelišče vode, ki ga je Celzij prvotno izbral za referenčno točko 100 °C, izgubilo svoj pomen in sodobne ocene Vrelišče vode pri normalnem atmosferskem tlaku je približno 99,975 °C Celzijeva lestvica je praktično zelo priročna, saj je voda na našem planetu zelo pogosta in na njej temelji naše življenje. Nič Celzija je za meteorologijo posebna točka, saj je povezana z zmrzovanjem atmosferske vode. Lestvico je leta 1742 predlagal Anders Celsius.

Fahrenheit

V Angliji in še posebej v ZDA se uporablja Fahrenheitova lestvica. Nič stopinj Celzija je 32 stopinj Fahrenheita, 100 stopinj Celzija pa 212 stopinj Fahrenheita.

Trenutno sprejeto naslednja definicija Fahrenheitova lestvica: To je temperaturna lestvica, pri kateri je 1 stopinja (1 °F) enaka 1/180 razlike med vreliščem vode in temperaturo taljenja ledu pri atmosferskem tlaku, tališče ledu pa je + 32 °F. Temperatura na Fahrenheitovi lestvici je povezana s temperaturo na Celzijevi lestvici (t °C) z razmerjem t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32. Predlagano G. Fahrenheita leta 1724.

Reaumurjeva lestvica

Prehodi iz različnih lestvic

Primerjava temperaturnih lestvic

Primerjava temperaturnih lestvic
Opis Kelvin Celzija Fahrenheit Rankin Delisle Newton Reaumur Roemer
Absolutna ničla 0 −273,15 −459,67 0 559,725 −90,14 −218,52 −135,90
Temperatura taljenja Fahrenheitove mešanice (sol in led v enakih količinah) 255,37 −17,78 0 459,67 176,67 −5,87 −14,22 −1,83
Zmrzišče vode (normalni pogoji) 273,15 0 32 491,67 150 0 0 7,5
Povprečna človeška telesna temperatura¹ 310,0 36,6 98,2 557,9 94,5 12,21 29,6 26,925
Vrelišče vode (normalni pogoji) 373,15 100 212 671,67 0 33 80 60
Taljenje titana 1941 1668 3034 3494 −2352 550 1334 883
Površina Sonca 5800 5526 9980 10440 −8140 1823 4421 2909

¹ Normalna povprečna človeška telesna temperatura je 36,6 °C ±0,7 °C ali 98,2 °F ±1,3 °F. Običajno navedena vrednost 98,6 °F je natančna pretvorba v Fahrenheite nemške vrednosti 37 °C iz 19. stoletja. Vendar ta vrednost ni v mejah normale povprečna temperaturačloveško telo, saj temperatura različne dele telesa so različna.

Nekatere vrednosti v tej tabeli so zaokrožene.

Značilnosti faznih prehodov

Za opis točk faznega prehoda različne snovi Uporabljajo se naslednje temperaturne vrednosti:

  • Temperatura žarjenja
  • Temperatura sintranja
  • Temperatura sinteze
  • Temperatura zraka
  • Temperatura tal
  • Homologna temperatura
  • Debyejeva temperatura (karakteristična temperatura)

Glej tudi

Opombe

Literatura

Termodinamična definicija

Zgodovina termodinamičnega pristopa

Beseda "temperatura" je nastala v tistih časih, ko so ljudje verjeli, da bolj segreta telesa vsebujejo večjo količino posebne snovi - kalorične, kot manj segreta. Zato je bila temperatura zaznana kot moč mešanice telesne snovi in ​​kalorij. Zaradi tega se merske enote za moč alkoholnih pijač in temperaturo imenujejo enako - stopinje.

Določanje temperature v statistični fiziki

Instrumenti za merjenje temperature so pogosto kalibrirani na relativnih skalah – Celzijevih ali Fahrenheitovih.

V praksi se meri tudi temperatura

Najbolj natančen praktični termometer je platinasti uporovni termometer. Razvite so bile najnovejše metode za merjenje temperature, ki temeljijo na merjenju parametrov laserskega sevanja.

Temperaturne enote in lestvica

Ker je temperatura kinetična energija molekul, je jasno, da jo je najbolj naravno meriti v energijskih enotah (torej v sistemu SI v joulih). Vendar se je merjenje temperature začelo že dolgo pred nastankom molekularne kinetične teorije, zato praktične tehtnice merijo temperaturo v konvencionalnih enotah - stopinjah.

Absolutna temperatura. Kelvinova temperaturna lestvica

Pojem absolutne temperature je uvedel W. Thomson (Kelvin), zato se absolutna temperaturna lestvica imenuje Kelvinova ali termodinamična temperaturna lestvica. Enota za absolutno temperaturo je kelvin (K).

Absolutna temperaturna lestvica se imenuje zato, ker je merilo osnovnega stanja spodnje meje temperature absolutna ničla, to je najnižja možna temperatura, pri kateri snovi načeloma ni mogoče odvzeti toplotne energije.

Absolutna ničla je definirana kot 0 K, kar je enako −273,15 °C.

Kelvinova temperaturna lestvica je lestvica, ki se začne pri absolutni ničli.

Zelo pomemben je razvoj na podlagi Kelvinove termodinamične lestvice mednarodnih praktičnih lestvic, ki temeljijo na referenčnih točkah - faznih prehodih čistih snovi, določenih s primarnimi termometričnimi metodami. Prvo mednarodno temperaturno lestvico je leta 1927 sprejel ITS-27. Od leta 1927 je bila lestvica večkrat redefinirana (MTSh-48, MPTS-68, MTSH-90): spremenile so se referenčne temperature in metode interpolacije, vendar je princip ostal enak - osnova lestvice je niz faznih prehodov. čistih snovi z določenimi vrednostmi termodinamičnih temperatur in na teh točkah kalibriranimi interpolacijskimi instrumenti. Trenutno je v veljavi lestvica ITS-90. Glavni dokument (Pravilnik o lestvici) določa definicijo Kelvina, vrednosti temperatur faznega prehoda (referenčne točke) in metode interpolacije.

Temperaturne lestvice, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju – tako Celzijeve kot Fahrenheitske (uporabljajo se predvsem v ZDA) – niso absolutne in so zato neprijetne pri izvajanju poskusov v pogojih, ko temperatura pade pod ledišče vode, zato je treba temperaturo izraziti negativno število. Za take primere so bile uvedene absolutne temperaturne lestvice.

Ena od njih se imenuje Rankinova lestvica, druga pa absolutna termodinamična lestvica (Kelvinova lestvica); njihove temperature se merijo v stopinjah Rankine (°Ra) oziroma kelvinih (K). Obe lestvici se začneta pri temperaturi absolutne ničle. Razlikujeta se po tem, da je cena enega razdelka na Kelvinovi lestvici enaka ceni razdelka na Celzijevi lestvici, cena enega razdelka na Rankinovi lestvici pa je enakovredna ceni razdelka termometra s Fahrenheitovo lestvico. Zmrzišče vode pri standardnem atmosferskem tlaku ustreza 273,15 K, 0 °C, 32 °F.

Kelvinova lestvica je vezana na trojno točko vode (273,16 K), od nje pa je odvisna Boltzmannova konstanta. To povzroča težave pri točnosti interpretacije meritev visoke temperature. BIPM zdaj razmišlja o možnosti prehoda na novo definicijo Kelvina in določitev Boltzmannove konstante namesto sklicevanja na temperaturo trojne točke. .

Celzija

V tehniki, medicini, meteorologiji in v vsakdanjem življenju se uporablja Celzijeva lestvica, pri kateri je temperatura trojne točke vode 0,008 °C, zato je zmrzišče vode pri tlaku 1 atm 0 °C. C. Trenutno se Celzijeva lestvica določa preko Kelvinove lestvice: cena enega razdelka na Celzijevi lestvici je enaka ceni razdelka na Kelvinovi lestvici, t(°C) = T(K) - 273,15. Tako je vrelišče vode, ki ga je prvotno izbral Celzij kot referenčno točko 100 °C, izgubilo svoj pomen, sodobne ocene pa kažejo, da je vrelišče vode pri normalnem atmosferskem tlaku približno 99,975 °C zelo priročno, saj je voda na našem planetu zelo razširjena in na njej temelji naše življenje. Nič Celzija je za meteorologijo posebna točka, saj je povezana z zmrzovanjem atmosferske vode. Lestvico je leta 1742 predlagal Anders Celsius.

Fahrenheit

V Angliji in še posebej v ZDA se uporablja Fahrenheitova lestvica. Nič stopinj Celzija je 32 stopinj Fahrenheita, 100 stopinj Celzija pa 212 stopinj Fahrenheita.

Trenutna definicija Fahrenheitove lestvice je naslednja: gre za temperaturno lestvico, pri kateri je 1 stopinja (1 °F) enaka 1/180 razliki med vreliščem vode in temperaturo taljenja ledu pri atmosferskem tlaku, in tališče ledu je +32 °F. Temperatura na Fahrenheitovi lestvici je povezana s temperaturo na Celzijevi lestvici (t °C) z razmerjem t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32. Predlagano G. Fahrenheit leta 1724.

Reaumurjeva lestvica

Prehodi iz različnih lestvic

Primerjava temperaturnih lestvic

Primerjava temperaturnih lestvic
Opis Kelvin Celzija Fahrenheit Rankin Delisle Newton Reaumur Roemer
Absolutna ničla 0 −273,15 −459,67 0 559,725 −90,14 −218,52 −135,90
Temperatura taljenja Fahrenheitove mešanice (sol in led v enakih količinah) 255,37 −17,78 0 459,67 176,67 −5,87 −14,22 −1,83
Zmrzišče vode (normalni pogoji) 273,15 0 32 491,67 150 0 0 7,5
Povprečna človeška telesna temperatura¹ 310,0 36,6 98,2 557,9 94,5 12,21 29,6 26,925
Vrelišče vode (normalni pogoji) 373,15 100 212 671,67 0 33 80 60
Taljenje titana 1941 1668 3034 3494 −2352 550 1334 883
Površina Sonca 5800 5526 9980 10440 −8140 1823 4421 2909

¹ Normalna povprečna človeška telesna temperatura je 36,6 °C ±0,7 °C ali 98,2 °F ±1,3 °F. Običajno navedena vrednost 98,6 °F je natančna pretvorba v Fahrenheite nemške vrednosti 37 °C iz 19. stoletja. Vendar ta vrednost ni v območju običajne povprečne telesne temperature človeka, saj je temperatura različnih delov telesa različna.

Nekatere vrednosti v tej tabeli so zaokrožene.

Značilnosti faznih prehodov

Za opis točk faznega prehoda različnih snovi se uporabljajo naslednje temperaturne vrednosti:

  • Temperatura žarjenja
  • Temperatura sintranja
  • Temperatura sinteze
  • Temperatura zraka
  • Temperatura tal
  • Homologna temperatura
  • Debyejeva temperatura (karakteristična temperatura)

Glej tudi

Opombe

Literatura

Najnovejši materiali v razdelku:

Naše ocene serije
Naše ocene serij "Bili so zajci", "Zgodbe iz lisičjega gozda" in "Blackberry Glade"

Geneviève Hurie je francoska pisateljica, splošno znana kot avtorica zgodb o družini zajcev, ki je nekoč živela v Parizu s svojim možem...

Glavni dejavniki, ki vplivajo na človeka v ekstremnih situacijah Osebno vedenje v ekstremnih razmerah
Glavni dejavniki, ki vplivajo na človeka v ekstremnih situacijah Osebno vedenje v ekstremnih razmerah

R.M. Shamionov, vodja oddelka za psihologijo in izobraževanje, Državna raziskovalna univerza v Saratovu. N.G....

1148 skladiščenje.  Dokumenti.  Regulativna vprašanja trgovine z mamili
1148 skladiščenje. Dokumenti. Regulativna vprašanja trgovine z mamili

1. Ta pravilnik določa postopek za shranjevanje prepovedanih drog in psihotropnih snovi, vključenih v seznam prepovedanih drog ...