Termometrikus skálákat használunk a hőfok különböző egységekben. Minden hőmérő skála rendelkezik két rögzített pont amelyek valamilyen anyag valamilyen fizikai tulajdonságából származnak, amelyek könnyen megfigyelhetők, ha a testet ugyanazok a körülmények érik.
Celsius skála
A világon a legszélesebb körben használt hőmérő a Celsius-skála. Ez a skála tiszta vízen alapul, és rögzített pontjaként a olvadáspont (0 ° C) és forrásban lévő víz (100 ° C), normál nyomáson. A Celsius-skálát 1722-ben hozta létre a svéd csillagász AndersCelsius.
Lásd még: Hogyan zajlik a hőcsere?
Fahrenheit-skála
A Fahrenheit-skálát az fedezte fel DanielGabrielFahrenheit, német fizikus és mérnök, 1724-ben.
Néhány ország, például az Egyesült Államok, továbbra is a Fahrenheit-skálát használja. Ezt a skálát úgy hozták létre, hogy a víz olvadási hőmérséklete 32 ° F legyen, és hogy a skála minden foka a Celsius-skálán 1,8 foknak felel meg, így a víz olvadási hőmérséklete a Fahrenheit-skálán 212 ° F.
Mindkét mérleg, Celsius és Fahrenheit, szokásos mérlegnek számítanak, vagyis nem termodinamikai mérlegnek számítanak. A termodinamikai skálának figyelembe kell vennie azt a tényt, hogy a legalacsonyabb hőmérsékleti értéke, amelynél az a az anyag egy része nyugalmi állapotban tökéletesen megtalálható, a 0-nak meg kell egyeznie, ellentétben azzal, ami a mérlegen történik idézett, hogy beismerniértékeknegatívumok hőmérséklet.
Fontos különbség a Fahrenheit-skála és más skálák között, hogy ez ez nem egy centigrád skála, vagyis: a rögzített pontjai közötti távolság nem 100, hanem 180 fok.
Kelvin-skála
Az első skála, amely figyelembe vette a negatív értékeinek használata nem hőfok volt a Kelvin-skála, amelyet jelenleg az egységek nemzetközi rendszere fogadott el. A Kelvin-skála a hőmérsékletet az atomok termikus keverésének tulajdonítja, ezért alsó határa 0 K, abszolút nulla néven ismert. Történelmi és gyakorlati okokból néhány ország továbbra is használja a Celsius és a Fahrenheit skálát.
A Kelvin-skálát 1848-ban William Thomson ír fizikus és mérnök javasolta Lord Kelvin címmel. Más hőmérsékleti mérésekkel ellentétben a Kelvin-skála nem használja a fokok terminológiáját, mivel abszolút hőmérsékleti egység, és nem valamilyen anyag alapján létrehozott skála.
Figyelje meg az alábbi képet, amelyben három, a Kelvin, a Celsius és a Fahrenheit skálán kalibrált hőmérő található, amelyek a három említett skála rögzített pontjait mutatják:
Kalibrált hőmérők Kelvin, Celsius és Fahrenheit skálán
Hőmérő mérlegek átalakítása
A hőmérséklet-értékeket a három leggyakoribb hőmérő skála között lehet átalakítani. Ehhez a következő identitást használjuk:
Nézzen meg egy példát a fenti képlet használatára. Konvertáljuk a hőmérsékletet 80ºF-ról ºC-ra:
Hőmérséklet-változás a hőmérőkben
Ellentétben azzal a számítással, amelyet a mérlegek közötti hőmérséklet-átalakítás elvégzésére végeznek hőmérőkkel kiszámíthatjuk, hogy az egyik skála hőmérsékletváltozása mennyiben felel meg a másiknak skála. Ehhez a következő egyenlőséget használhatjuk:
A fent bemutatott azonosságok szerint a hőmérséklet-változás Celsius-fokban megegyezik a változással szenvedett a Kelvin-skálán, így ha egy test hőmérséklete 10 ° C-kal nőtt, akkor annak hőmérséklete 10K. Azonban, ha egy test hőmérséklete 10 ° C-kal vagy 10K-kal nőtt, a Fahrenheit-skálán a hőmérséklete 18 ° F-kal nőtt.
Gyakorlatok hőmérővel
1) A hőmérő 20 ° F-nak megfelelő hőmérsékletet mér, meghatározza a hőmérséklet értékét a Celsius és Kelvin skálán.
Felbontás:
Használjuk a hőmérő mérlegek közötti egyenlőséget a 20 ° F hőmérséklet kiszámításához a kért mérlegeken:
2) Határozza meg, milyen hőmérsékletet, hogy az érték Celsiusban és Fahrenheitben egyenlő legyen.
