Termomeetrilisi skaalasid kasutatakse temperatuur erinevates üksustes. Igal termomeetrilisel skaalal on kaks fikseeritud punkti mis on määratletud mõne aine mõnest füüsilisest omadusest, mida saab hõlpsalt täheldada, kui keha satub samadesse tingimustesse.
Celsiuse skaala
Maailmas on enim kasutatav termomeetriline skaala Celsiuse skaala. See skaala põhineb puhtal veel ja sellel on fikseeritud punktidena sulamistemperatuurid (0 ° C) ja keev vesi (100 ° C), normaalsetes rõhutingimustes. Celsiuse skaala lõi Rootsi astronoom 1722. aastal AndersCelsiuse järgi.
Vaadake ka: Kuidas toimub soojusvahetus?
Fahrenheiti skaala
Fahrenheiti skaala avastas DanielGabrielFahrenheit, saksa füüsik ja insener, aastal 1724.
Mõni riik nagu USA kasutab endiselt Fahrenheiti skaalat. See skaala loodi nii, et vee sulamistemperatuur oli 32 ° F ja selle skaala iga kraad vastab 1,8 kraadile Celsiuse skaalal, nii et vee sulamistemperatuur Fahrenheiti skaalal on 212 ° F.
Mõlemad kaalud Celsiuse järgi ja Fahrenheit, neid peetakse tavaliseks kaaluks, see tähendab, et nad ei ole termodünaamilised kaalud. Termodünaamiline skaala peab arvestama asjaolu, et selle madalaim temperatuuriväärtus, mille juures a osa ainest leidub täiesti puhkeolekus, peaks olema võrdne 0-ga, erinevalt kaalul toimuvast tsiteeritud, et tunnistamaväärtusednegatiivsed temperatuuri.
Oluline erinevus Fahrenheiti skaala ja teiste skaalade vahel on see see ei ole sentimeetri skaala, see tähendab: teie fikseeritud punktide vaheline kaugus pole 100, vaid 180 kraadi.
Kelvini skaala
Esimene skaala, milles võeti arvesse negatiivsete väärtuste mittekasutamine temperatuur oli Kelvini skaala, mille praegu võttis kasutusele rahvusvaheline ühikute süsteem. Kelvini skaala omistab temperatuuri aatomite termilisele segamisele, seega on selle alumine piir 0 K, mida nimetatakse absoluutseks nulliks. Ajaloolistel ja praktilistel põhjustel kasutavad mõned riigid jätkuvalt Celsiuse ja Fahrenheiti skaalasid.
Kelvini skaala pakkus 1848 välja iiri füüsik ja insener William Thomson, keda tuntakse tiitli Lord Kelvin nime all. Erinevalt teistest temperatuuri mõõtmistest ei kasutata Kelvini skaalal kraadide terminoloogiat, kuna see on absoluutne temperatuuriühik, mitte mingi aine põhjal loodud skaala.
Jälgige allolevat pilti, selles on meil vastavalt Kelvini, Celsiuse ja Fahrenheiti skaalal kalibreeritud kolm termomeetrit, mis näitavad kolme mainitud skaala fikseeritud punkte:
Kalibreeritud termomeetrid Kelvini, Celsiuse ja Fahrenheiti skaalal
Termomeetriliste kaalude teisendamine
Temperatuuri väärtusi on võimalik teisendada kolme kõige tavalisema termomeetrilise skaala vahel. Selleks kasutame järgmist identiteeti:
Vaadake ülaltoodud valemi kasutamise näidet. Teisendame temperatuuri 80ºF-st ° C-ni:
Termomeetriliste skaalade temperatuuri kõikumine
Erinevalt arvutustest, mis tehakse temperatuuri teisendamiseks kaalude vahel termomeetria abil saame arvutada, kui palju temperatuuri kõikumine ühes skaalas vastab teisele kaal. Selleks võime kasutada järgmist võrdsust:
Vastavalt ülaltoodud identiteetidele on temperatuuri kõikumine Celsiuse kraadides sama mis variatsioon kannatasid Kelvini skaalal, nii et kui keha temperatuuri tõus oli 10 ° C, tõusis tema temperatuur 10K. Kui aga keha temperatuur on tõusnud 10 ° C või 10K, on Fahrenheiti skaalal selle temperatuur tõusnud 18 ° F võrra.
Harjutused termomeetrilistel kaaludel
1) Termomeetri abil mõõdetakse temperatuuri 20 ° F, määratakse selle temperatuuri väärtus Celsiuse ja Kelvini skaalal.
Resolutsioon:
Kasutame termomeetriliste kaalude vahelist võrdsust temperatuuri 20 ° F arvutamiseks soovitud kaaludel:
2) Määrake temperatuur, nii et väärtus oleks Celsiuse ja Fahrenheiti võrdne.
