Istoric - termometru

Ce este căldura? Grade de temperatură și

Care este căldura - ei știu totul. Este cunoscut faptul că particulele din gaze, lichide și solide sunt în continuă mișcare și această mișcare este percepută ca fiind cald. Energia mișcării particulelor medie pe numărul lor foarte mare, determină temperatura.

Teoria de căldură nu a venit imediat. O lungă perioadă de timp nu a putut înțelege nici ce este căldura, sau ceea ce este diferența dintre temperatură și căldură. Mulți fizicieni asociate cu mișcarea termică a moleculelor. În special, se gândi Lomonosov. Dar rândul său, raționamentul general, în știință strictă nu a fost ușor.

Povestea este despre cum să învețe să se măsoare temperatura, interesant și neobișnuit. Termometre au fost inventate mai mulți ani înainte ca oamenii să înțeleagă ceea ce se măsoară.

Temperatura nu este foarte legată de anumite concepte de căldură și frig, care sa stabilit în crearea omului este undeva în apropiere, cu miros, gust. Omul din cele mai vechi timpuri știa că atunci când două corpuri sunt în contact strâns, se stabilește echilibrul termic între ele. Mână, aruncată în apă, este încălzită (sau răcită), în aceeași măsură ca și apa. Peste tot în natură, există fluxuri de căldură. Acest oamenii de știință naturale au văzut mult timp manifestarea marilor legi ale naturii.

oameni de știință antice și savanți din Evul Mediu au fost comparate cu căldura și rece de atracție și repulsie proprietății. Medicii antici au fost primii care au nevoie pentru a compara și, în plus, o căldură destul de precisă a corpului la scară. Ele sunt foarte mult timp observat că sănătatea umană are ceva de-a face cu căldura corpului său, și că medicamentul este capabil de a schimba calitatea. Drug atribuit unui efect de răcire sau de încălzire și gradul de acțiune a fost determinată de grade. Medicamentele au fost amestecate, iar amestecul au grade diferite. „Un amestec de“ latin - „temperatură» (temperatură).

Istoria și dezvoltarea termometrului

Nici unul dintre contemporanii lui Galileo nu a putut fi comparat cu el abilitatea de a vedea legile în marile fenomene simple. El a fost unul dintre primii care a scris despre natura mecanică a căldurii.

Studiul fenomenelor termice, Galileo a venit cu aceeași poziție; ea angajat în primul rând, astfel încât să măsoare temperatura corpului. Termometre sunt Galileo (aproximativ 1597 YG) a constat dintr-o bilă de sticlă umplut cu aer; din partea de jos a tubului depart vas umplut parțial cu apă, care sa încheiat în vas, de asemenea, umplut cu apă. Înălțimea coloanei a fost dependentă atât temperatura și presiunea atmosferică, și se măsoară în termometrul orice era imposibil. Când Galileea ideea că aerul poate pune presiune pe sol, părea destul de sălbatic. Prin urmare, termometru Galileo măsoară cantitatea destul de nedefinită, dar chiar și un termometru vă permite să comparați temperatura diferitelor organisme în același timp și în același loc.

Chiar și atunci, cu ajutorul termometrului mai imperfect Sanktorius medic și anatomist de la Universitatea din Padova a început să se măsoare temperatura corpului uman. Pentru a face acest lucru, el însuși nu știa despre Galileo, construit ca un termometru.

Istoric termometru datorează mult unul dintre oamenii minunati din secolul al 18-lea -Otto Fon Gerike. El a făcut primul barometru. Similar cu instrumentul Galileo. Dar, cu un tub foarte lung. Spre deosebire de dispozitivul lui Galileo, aerul a fost pompată din barometrului Garik, astfel încât apa umplut nu numai un tub lung, dar, de asemenea, o parte a lumii. Barometrul a fost atașat la peretele exterior al casei, iar presiunea aerului este indicată pe o scală, care a fost îndreptat un om de lemn plutind în bol de sticlă. Guericke a fost primul pentru a măsura în mod sistematic presiunea atmosferică și a încercat să găsească o legătură între schimbarea de presiune și de vreme.

Garik construit și termometru relativ bun. Acesta consta dintr-o minge de alamă, umplut cu aer și tubul în formă de U îndoit cu un alcool. Pe termometrul în mijlocul scalei a fost punctul despre care indicatorul oprit la primul inghet - acest punct și Garik a ales pentru începutul scalei. Este clar că o astfel de alegere a fost naiv, dar încă a luat primul pas Garik.

Amontan construit termometru complet sigilat, făcându-l, în cele din urmă, nu depinde de presiunea atmosferică.

Primul termometru modern a fost descris în 1724 de Daniel Fahrenheit. suflător din Olanda. Diferite termometre ar putea sincroniza cu Fahrenheit între ele, comparând citirile lor în diferite punct de scara „de referință“. Prin urmare, ele sunt renumite pentru precizia lor. Această scală este încă în vogă în Anglia și Statele Unite ale Americii.

Modern scara Celsius, a fost propusă în 1742 fizicianul suedez nu-mi place temperaturi sub zero, iar el a considerat că este necesar să se transforme scara vechi și a pus un zero la punctul de fierbere al apei, și la 100 de grade - la punctul de inghetare. Dar „scala inversat“ nu este câștigat popularitate și a fost în curând „întors“ înapoi.

Înainte de revoluția din România a fost adoptată la scară Reaumur (punct de apă a fost de 0, iar punctul de fierbere de 80) - Reamur termometru agățat pe străzi și în toate casele. Numai în anii treizeci au fost alungați de termometru Celsius.

Ce este căldura? echilibrul termic

La începutul secolului al 19-lea, termometrul a devenit instrumentul destul de obișnuit. Dar care măsoară termometrul, un consens nu sa întâmplat pentru o lungă perioadă de timp.

Prin învățare pentru a măsura temperatura fizica nu foarte avansate în a înțelege ceea ce este cald. Conceptul de „căldură“ și „temperatură“ divide a fost chiar mai dificil. Atunci când corpul este încălzit, temperatura crește. Când fluxul de căldură de la un corp la altul picăturilor temperatura corpului, iar celălalt - este crescută.

Conceptul de „echilibru termic“ este foarte comună în teoria căldurii. Cel mai ușor de înțeles ce echilibrul termic în cazul unui gaz monoatomic. Dacă gazul din vas se comportă astfel încât, la toate punctele containerului aceeași temperatură, - desigur, că la această temperatură pereții vasului și, de asemenea, întotdeauna același, - gazul este într-un echilibru termic. Aceasta înseamnă că într-un astfel de gaz de căldură nu curge dintr-o parte a vasului la altul, nu se schimbă nici o compoziție de presiune sau chimică și, în general, din punct de vedere al fenomenelor termice clasice în gazul „dintre care nici unul nu se întâmplă.“

Căldura este întotdeauna curge, astfel încât temperatura nivelat, tranzițiile de sistem la starea de echilibru termic. Tranziția la o stare de echilibru termic poate fi destul de complex și proces de lungă durată.

Scala de temperatură. Scale temperatură absolută

În toate dispozitivele care au fost inventate în secolul 18, temperatura de măsurare a fost redusă la măsurarea lungimii coloanei de apă, alcool sau mercur. Termometre a lucrat numai într-un interval limitat de temperaturi. Umplerea substanței înghețarea lor și fierte, iar aceste termometre nu a putut măsura temperaturi foarte scăzute sau foarte ridicate.

scara Celsius stabilit cu precizie poziția a două puncte - 0 și 100 de grade, distanța dintre ele pe scara a fost împărțit în părți egale. Dar rolul fiecărei diviziuni a rămas incertă. A fost necesar să se înțeleagă chiar și ceea ce se întâmplă în organism atunci când mercurul din termometru crește cu un grad. Ar fi ușor să se presupună că această energie a corpului este crescut cu aceeași valoare. Această valoare, raportată la unitatea de greutate corporală, se numește capacitatea termică specifică.

Scale temperatură absolută

Temperatura Unitate apărut din întâmplare - numărul stabilit 100 la punctul de fierbere al apei. Acest act a avut consecințe importante: în legea Clapeyron - Clausius, o nouă constantă de gaz R = 8,3157 Joule / grad. Acest număr a apărut doar pentru că valoarea unui grad a fost introdus cu mult timp în urmă și toate modificările care au loc cu gazele, atribuite de obicei destul alese aleatoriu scara de temperatură. Ar fi convenabil chiar acum pentru a modifica definiția unui grad, și de a „lega“ l la ecuația gazului ideal. Pentru a face acest lucru, pur și simplu reduce cantitatea de 8.3157 de grade, uneori, și să presupunem că temperatura în această scară „ideală gaz“:

Deschiderea Lord Kelvin

Problema sensului temperaturii Thomson interesat (mai tarziu Lord Kelvin), care în 1848 a constatat că din teorema lui Carnot poate face o concluzie simplă, dar foarte important. Kelvin a remarcat că, în cazul de lucru ciclul Carnot depinde numai de temperatura de încălzire și cooler, permite instalarea unui nou scară de temperatură, care este independentă de proprietățile fluidului de lucru.

Ciclul Carnot, în cazul în care poate fi făcută între cele două organisme pentru a determina raportul dintre aceste două corpuri temperaturi. interval de temperatură, astfel definită este numită scală absolută temperatură. La temperatura absolută în sine a avut o anumită valoare, este necesar să se selecteze un anumit număr de puncte pentru unul dintre noii scara absolută: o valoare numerică a temperaturii care urmează să fie stabilite în mod arbitrar. După aceea, toate celelalte valori sunt determinate în principiu, prin intermediul unui ciclu Carnot.

Din păcate, pentru toată frumusețea construcție teoretică scara Kelvin practicat ciclu Carnot este foarte dificil. Este dificil de implementat ciclu reversibil, este dificil de a scăpa de pierdere.

Intervalul de temperatura reală

Timp de mulți ani, scala de temperatura a fost aleasă pentru două puncte - temperatura de topire a gheții și temperatura de fierbere a apei - iar distanța dintre ele a fost împărțit în 100 de secțiuni, fiecare dintre care a fost considerată de grade. O astfel de scară cu două puncte de referință a fost adoptat în întreaga lume.

Dar această scară a fost, cu toate acestea, un mare dezavantaj în ceea ce privește precizia de măsurare. Pentru ei, era necesar să se poată reproduce cu exactitate modul în care se topesc starea gheții și condițiile de fierbere a apei. Era mai ușor să renunțe la un punct de referință, cum ar fi punctul de topire a gheții și măsurarea presiunii relative temperatură asociate ecuației raportul temperaturilor de stat.

Unitatea de rulment punct de referință selectat acum așa-numitul punct triplu al apei - temperatura la care se realizează un echilibru în toate cele trei faze ale sale: un abur - apă - gheață. Trecerea la o astfel de scară a fost aproape neobservat. Această reformă a fost realizat în 1954, iar acum întrebarea dacă temperatura la care gheața se topește sub presiune normală, este necesar să se răspundă la „aproximativ 0“.

Scale International Temperatura

Scala cu un punct de referință nu este dificil de conciliat cu Kelvin scala Mendeleev bazată pe teorema lui Carnot. scara termodinamica nu se modifică în cazul în care toate temperaturile înmulțit cu același număr. Alegerea punctului de referință elimină această ambiguitate.

scara termodinamic pot fi utilizate numai în laboratoare speciale, bine echipate. La scară de laborator convențional este numit MPTSH68 (scala internațională temperatură practică adoptată în 1968). În acest punct de fierbere scară de apă este exact 100 de grade, în plus, există și alte puncte de referință, care este de asemenea atribuită o anumită temperatură.

Interesul în obținerea temperaturilor scăzute, nu a apărut doar din considerente practice. Fizicienii lung interesate întrebarea dacă este posibil să se transforme în gaze fluide - cum ar fi aerul, oxigenul, hidrogenul. Începutul acestei povești se referă la 1877.

În 1877, inginer minier Qayet Bay picături de acetilenă lichid într-un pahar de laborator, care a fost deschis curge dintr-o dată. Scăderea bruscă a presiunii au determinat formarea de ceață. Aproape aceleași zile Pictet Geneva raportate succesive, în cascadă scad gaze diferite produc oxigen lichid terminat la o temperatură de -140 de grade Celsius și o presiune de 320 atmosfere.

Trebuie, de asemenea, să menționăm Dewart. Care în 1898 a primit hidrogen lichid, reducând temperatura la aproximativ 129 K. În cele din urmă în 1908 Kamerlingh Onnes în Olanda și au primit heliu lichid. Temperatura a fost atinsă ea, numai 1 grad diferit de zero absolut.

In 1939 g. PLKapitsa szhizhitelnyh dovedit mașini mai eficiente în care efectuează gaze lucrează prin intermediul turbinei. Turboexpandoare primit de pe scară largă. El a sugerat, de asemenea, proiectarea și instalarea eficientă pentru heliu szhizhivaniya.

VS Edelman "Aproape de zero absolut" 1-M. 1987.

Detlaf AA Jaworski BN „Cursul fizicii.“ -M. 1989.

Smorodinskii JA „Temperatura“. - M. 1987.