מה הם סולמות thermometric?

ה מאזניים הם אלה המשמשים כדי לציין את הטמפרטורה מבוסס על נקודות התייחסות מסוימות. טמפרטורה נמדדת בעזרת מכשירים המבוססים על תכונה זו או אחרת של החומר משתנה עם הטמפרטורה. מכשירים אלה מכוילים בהתאם לטמפרטורת הטמפרטורה המקובלת.

עם זאת, כאשר מתכננים טמפרטורת טמפרטורה מסוימת, מתעוררים קשיים בשל העובדה כי המאפיינים של כל חומר משתנים באותו טווח טמפרטורות בדרך אחרת.

העיצוב של מדחומים רבים, למשל, מבוססת על התופעה של התרחבות נוזלית עם עלייה בטמפרטורה. מסוג זה כולל מדחומים הנוזלים (כספי או אלכוהול), שבה אורך הטור הנוזל עולה עם הגדלת טמפרטורה.

מקדם ההתרחבות התרמית של אותו נוזל משתנה בטמפרטורות שונות, מה שמקשה על קביעת טמפרטורת חום.

נקודת הטיה של הקשקשים התרמומטריים: צלזיוס

בשנת 1742, האסטרונום השוודי אנדרס צלזיוס הציע להגדיר את הטמפרטורה של 0 ° C עד לנקודת ההתכה של קרח 100 ° C עד לנקודת הרתיחה של מים, ובכך חלוקת המרחק בין שתי נקודות במרווחים שווים מאה.

עם זאת, אם הטור הכספי, אשר ממלא את המרחק בין סימני נקודת ההיתוך של קרח ומים רותחים מחולק 100 במרווחים שווים ובהתחשב התלות של מקדם ההתפשטות של כספית על טמפרטורה, זה קורה כי הגידול באותו אורך של עמודה כספית יתאים מגדילה טמפרטורות שונות.

לסיכום, הערך של חלוקה בסולם טמפרטורה אחיד המבוסס על נוזלים תרמומטריים שונים יהיה שונה.

אם לדוגמה, מדחום מתמלא במים, כאשר המדחום מחומם מנקודת ההתכה של הקרח, נצפית תופעה מוזרה: במקום לעלות עם עליית הטמפרטורה, עמוד המים יורד מתחת לרמה 0 , המקביל לנקודת ההתכה של קרח.

הסיבה לכך היא כי בלחץ אטמוספרי צפיפות המים גבוהה יותר מאשר טמפרטורה של 3.98 ° C. לכן, כאשר מחומם מ 0 עד 3.98 ° C, נפח המים ממלא את המדחום פוחתת.

בעבר, קשקשים הטמפרטורה מבוסס על חומרים תרמומטריים שונים הוקמו, אך מאוחר יותר התברר כי גז היה אחד החומרים המתאימים thermometric.

היסטוריה של המדחום

הרעיון של מדידת הטמפרטורה הוא די חדש. היו שם כמה ממציאים שעבדו סביב מדחומים בסביבות 1593, אבל הידועים ביותר היו גלילאו גליליי, הממציא האיטלקי ששיפר גם את הטלסקופ.

מדחום יכול להראות הבדלים בטמפרטורה, המאפשר משקיפים לדעת אם משהו מתחיל להיות חם או קר. עם זאת, המדחום לא יכול לספק טמפרטורה מדויקת במעלות.

ב 1612, הממציא האיטלקי סנטוריו סנטוריו הוסיף סולם מספרי של התרמוסקופ שלו, שבו נהג לקחת את הטמפרטורה האנושית.

פרדיננד השני, הדוכס הגדול של טוסקנה, המציא בשנת 1654 את המדחום הסגור הראשון, תוך שימוש באלכוהול כנוזל. אבל עדיין חסר לה קנה מידה סטנדרטי, וזה לא היה מדויק מאוד.

במקביל, הפיזיקאי הגרמני דניאל פרנהייט נפגש Olaus רומר, אסטרונום דני שפתח מדחום יין ואלכוהול מבוסס. הוא הבקיע שתי נקודות מדחום 60 כדי לסמן את הטמפרטורה של המים הרותחים 7.5 כנקודת שהקרח נמס.

בשנת 1714, פרנהייט מזוקק המצאה של Roemer ופיתח את המדחום המודרני הראשון: מדחום כספית עם מדידות מעודן יותר. מרקורי מתרחבת או חוזרת כאשר הטמפרטורה עולה או נופלת.

פרנהייט המציא מדחום אלכוהול 1709, לפני בידיעה כספית מקבילתה, אשר הוכיחה להיות יותר מדויק.

קשקשים תרמומטריים שונים

במשך מאות שנים, אינספור סולמות thermometric כבר המציאו למדידה כמותית של טמפרטורות. רבים מאזניים אלה ננטשו מזמן. הנפוץ ביותר מתואר להלן.

מדחום צלזיוס צלזיוס (צלזיוס)

על שמו של המדען השוודי אנדרס צלזיוס (1701-1744), בקנה מידה זה הפך תקן בינלאומי. הסולם הוא "centesimal", כלומר הוא מחולק 100 חלקים שווים, שכל אחד מהם נקרא "מעלות צלזיוס" או "מעלות צלזיוס", אשר סמל הוא ºC. הערך 0 מוקצה באופן מסורתי לטמפרטורת ההתכה של הקרח והערך 100 לטמפרטורת המים הרותחים.

סולם מדחום פרנהייט

סולם זה חייב את שמו למדען דניאל גבריאל פרנהייט (1686-1736). הוא משמש כיום בעיקר בארצות הברית ובבריטניה (אם כי לא באופן רשמי). הסולם מחולק ל -180 חלקים שווים, כל אחד מהם נקרא פרנהייט, שסמלו הוא ºF. הערך 32 מוקצה לטמפרטורת הקרח והערך 212 לטמפרטורת המים הרותחים, הן ללחץ האטמוספרי של פני הים.

מד חום Raaumur

סולם זה הומצא על ידי מדען צרפתי רנה-אנטואן Reaumur Ferchault (1683-1757). הוא מחולק 80 חלקים שווים, כל הנקרא תואר ריאומיר, סמל º ר הערך 0 מוקצה טמפרטורת ההתכה של קרח הערך 80 לטמפרטורה של מים רותחים, הן ברמת הלחץ האטמוספרי ים.

סולם thermometric מוחלט (קלווין)

פותח על ידי המדען הבריטי לורד קלווין (1824-1907), חלוץ תרמודינמיקה, סולם זה משתמש מעלות קלווין. דרגת אפס קלווין, המכונה גם "אפס מוחלט", מייצג את הטמפרטורה הנמוכה ביותר האפשרית על פי התיאוריה התרמודינמית. הוא שווה ל -273.16 מעלות צלזיוס.

יחידות על סולם קלווין הן בגודל זהה לאלה בקנה מידה Celsius, אלא כי סולם קלווין קובע את הטמפרטורה הנמוכה ביותר ב 0.

הפניות

1. קים אן צימרמן. טמפרטורה: עובדות, היסטוריה & הגדרה. (ספטמבר 2013). livescience.com.
2. מדידת טמפרטורה: מבוא למדידת טמפרטורה (s.f) omega.com.
3. טמפרטורת אבסולוטית מוחלטת (אוגוסט 2008). אנציקלופדיה בריטניקה. britannica.com.
4. טמפרטורה ומדידה. (s.f.). Nextgurukul.in.