Thermometrische schalen worden gebruikt om de weer te geven temperatuur- in verschillende eenheden. Elke thermometrische weegschaal heeft: twee vaste punten die worden gedefinieerd aan de hand van een fysieke eigenschap van een stof die gemakkelijk kan worden waargenomen wanneer het lichaam aan dezelfde omstandigheden wordt blootgesteld.
Celsius schaal
De meest gebruikte thermometrische schaal ter wereld is de Celsius-schaal. Deze schaal is gebaseerd op zuiver water en heeft als vaste punten de smeltpunten (0°C) en kokend water (100°C), onder normale drukomstandigheden. De schaal van Celsius is gemaakt in het jaar 1722 door de Zweedse astronoom AndersCelsius.
Zie ook: Hoe vinden warmte-uitwisselingen plaats?
Fahrenheit schaal
De Fahrenheit-schaal is ontdekt door DaniëlGabriëlFahrenheit, een Duitse natuurkundige en ingenieur, in het jaar 1724.
Sommige landen, zoals de Verenigde Staten, gebruiken nog steeds de Fahrenheit-schaal. Deze schaal is zo gemaakt dat de smelttemperatuur van water 32 ° F was en dat elke graad van die schaal komt overeen met 1,8 graden op de schaal van Celsius, dus de smelttemperatuur van water, op de schaal van Fahrenheit, is 212°F.
beide schalen, Celsius en Fahrenheit, ze worden beschouwd als gebruikelijke schalen, dat wil zeggen, het zijn geen thermodynamische schalen. Een thermodynamische schaal moet rekening houden met het feit dat de laagste temperatuurwaarde, die waarbij de atomen van a deel van de substantie perfect in rust wordt gevonden, moet gelijk zijn aan 0, in tegenstelling tot wat er op de weegschaal gebeurt aangehaald, dat toegevenwaardennegatieven van temperatuur.
Een belangrijk verschil tussen de Fahrenheit-schaal en andere schalen is dat dit: het is geen Celsiusschaal, dat wil zeggen: de afstand tussen je vaste punten is niet 100 graden, maar 180 graden.
Kelvin schaal
De eerste schaal die rekening hield met de niet-gebruik van negatieve waarden van temperatuur- was de Kelvin-schaal, momenteel aangenomen door het International System of Units. De Kelvin-schaal schrijft temperatuur toe aan de thermische agitatie van atomen, dus de ondergrens is 0 K, bekend als het absolute nulpunt. Om historische en praktische redenen blijven sommige landen de schalen van Celsius en Fahrenheit gebruiken.
De Kelvin-schaal werd in 1848 voorgesteld door William Thomson, een Ierse natuurkundige en ingenieur die bekend staat onder de titel Lord Kelvin. In tegenstelling tot andere temperatuurmetingen, gebruikt de Kelvin-schaal niet de terminologie van graden, omdat het een absolute eenheid van temperatuur is en niet een schaal die is gemaakt op basis van een of andere substantie.
Bekijk de onderstaande afbeelding, daarin hebben we drie thermometers gekalibreerd in respectievelijk de Kelvin-, Celsius- en Fahrenheit-schalen, die de vaste punten van elk van de drie genoemde schalen weergeven:
Gekalibreerde thermometers op Kelvin-, Celsius- en Fahrenheit-schalen
Conversie van thermometrische schalen
Het is mogelijk om temperatuurwaarden om te rekenen tussen de drie meest voorkomende thermometrische schalen. Hiervoor gebruiken we de volgende identiteit:
Bekijk een voorbeeld van het gebruik van de bovenstaande formule. Laten we de temperatuur omrekenen van 80ºF naar ºC:
Temperatuurvariatie in thermometrische schalen
In tegenstelling tot de berekening die wordt gedaan om de temperatuurconversie tussen schalen uit te voeren thermometrie, kunnen we berekenen hoeveel de temperatuurvariatie op de ene schaal overeenkomt met de andere schaal. Daarvoor kunnen we de volgende gelijkheid gebruiken:
Volgens de hierboven getoonde identiteiten is de temperatuurvariatie in graden Celsius hetzelfde als de variatie leed op de schaal van Kelvin, dus als een lichaam een temperatuurstijging van 10 °C had, steeg de temperatuur met 10K. Als een lichaam echter een temperatuurstijging van 10 ° C of 10 K heeft ervaren, is de temperatuur op de Fahrenheit-schaal met 18 ° F gestegen.
Oefeningen op thermometrische schalen
1) Een thermometer meet een temperatuur gelijk aan 20 ° F, bepaal de waarde van die temperatuur op de schaal van Celsius en Kelvin.
Resolutie:
Laten we de gelijkheid tussen thermometrische schalen gebruiken om de temperatuur van 20 ° F op de gevraagde schalen te berekenen:
2) Bepaal welke temperatuur zodat de waarde gelijk is in Celsius en Fahrenheit.
