Вероятно, первым прибором, которым можно было если не измерять, то хотя бы оценивать температуру, был термоскоп Галилея : колба размером с куриное яйцо, горлышко которой тонкое, как пшеничный стебель, заполнялось водой до половины и погружалось в чашку. Несмотря н а эту простоту, прибор был очень чувствительным, хотя и реагировал, кроме температуры, на давление воздуха.
Инструмент должен быть вертикальным во всем рабочем диапазоне. В то время, когда химический анализ все еще начинался, использование определения физических свойств чрезвычайно важно для характеристики данного материала. Таким образом, для аналитиков чрезвычайно важны такие величины, как точки плавления и кипения, показатель преломления, плотность, цвет и другие физико-химические параметры. Связь плотномера с термометром легко понять, так как плотность жидкости зависит от температуры. Эта ситуация также относится к жидкостям, содержащим растворенные растворенные вещества, что означает средство оценки концентрации растворенного вещества путем определения плотности соответствующего раствора.
В 1636 году впервые появляется слово «термометр» . Так назывался прибор голландца К. Дреббеля — «дреббелев инструмент» для измерения температуры, имеющий целых 8 делений.
Термоск оп Галилея. Рисун ок XVII века.
И. Ньютон в работе 1701 года «О шкалестепеней тепла и холода» описал 12-градусную шкалу , 0 0 которой соответствовал температуре замерзания воды, а 12°—температуре тела здорового человека. Все эти и многие другие термометры были газовыми: при нагревании а них расширялся воздух.
В таких случаях вместо определения плотности материала принято использовать шкалу концентрации, полученную соотношением, где каждая плотность соответствует определенной концентрации растворенного растворенного вещества. Это имело особое значение в промышленных процессах26. Вигре, тот же идеализатор дистилляционной колонны, который носит его имя: нельзя управлять унитарными процессами, не зная, как обращаться с инструментами измерения физических свойств. Практичность использования, низкая стоимость и одновременное считывание двух параметров, имеющих большое практическое значение, отвечали за широкое признание прибора на потребительском рынке.
Первый жидкостный термометр, похожий на современный градусник, был сделан немецким физиком Г. Фаренгейтом в 1724 году . Конструируя спиртовые и ртутные термометры более пятнадцати лет, он понял, как добиться от них идентичности и большей точности показаний: нужно взять несколько точек с известной температурой, нанести их значения н а шкалы и разделить расстояния между ними.
На сегодняшний день, особенно в ферментационной промышленности, термометр-денсиметр играет первостепенную роль, а также широко используется в физико-химических экспериментах и при приготовлении растворов гидроксида кислоты и аммония из оценки концентрации исходного материала с помощью этого инструмента.
В случае растворов существует несколько типов инструментов: ацитометров, сахариметров, спиртометров и салметров, которые представляют собой почти все всевозможные инструменты такого типа, существующие в рассматриваемой коллекции. Значения считывания могут быть либо с узкими интервалами, либо в очень широком диапазоне, в соответствии с требуемой точностью. Для чистых жидкостей и некоторых растворов значения были выражены как значения плотности.
Самую низкую температуру чрезвычайно суровой зимы 1709 года Фаренгейт принял за 0° и в дальнейшем имитировал ее в смеси поваренной соли и нашатыря со льдом. В качестве второй опорной точки он взял температуру тающего льда и этот отрезок поделил н а 32 градуса. Третья точка — температура человеческого тела — оказалась равной почти 98, а температура кипения воды легла на 212 .
Даже в более старых моделях эталонная температура, при которой прибор калибровался, и поправочные коэффициенты были масштабированы, если инструмент использовался вне этой ссылки. Они показаны репрезентативными примерами термометров-денсиметров, используемых более ста лет.
Электронные термометры являются серьезными кандидатами для замены ртутных термометров. Несмотря на их широкое использование за последние 300 лет, экологические проблемы, связанные с этим химическим элементом, как правило, исчезают из лабораторий с эволюцией электронного прибора измерения температуры, который стремится заменить металл, где это возможно.
В киносценарии А. Гайдара «Комендант снежной крепости» есть такой эпизод:
«Нянька показывает на Сашу:
— Вот, батюшка, у него температура.
— У каждого человека температура.
— У него сто градусов температура,— говорит Женя.
— Это не у каждого,— соглашается доктор».
Диалог неизменно вызывает веселое оживление у юных читателей, но дети в США и Англии, где до сихпор принята шкала Фаренгейта , его комизма могут и не оценить: температура больного 100°—всего лишь небольшой жар, который как раз может быть у каждого— 37,8° С.
Он не предназначен для подробного описания работы этих приборов, но важно отметить, что электронный термометр имеет принцип работы на основе электрических датчиков, таких как термопары, термометры сопротивления и термисторы, кроме инфракрасного излучения, версия, которая не требует физического контакта между термометр и объект, температура которого должна быть измерена. Отклик этих датчиков на температуру является нелинейной функцией. В последнее время аналоговое считывание сигнала было заменено цифровым, более удобным и в настоящее время еще дешевле.
Во Франции и России употреблялась шкала Реомюра , созданная в 1730 году.
Комн атн ый термометр начала XX век а со шкалами Цельсия и Реомюра.
.
Р. Реомюра. Термометры этого типа бытовали в н ашей стран е до 30-х годов XX века.
Французский натуралист, ученый с широким кругозором, «Плиний XVIII века», как называли его современники, Р. Реомюр построил ее в соответствии с тепловым расширением жидкости. Обнаружив, что при нагревании смесь воды со спиртом между температурами замерзания и кипения воды расширяется на 80 тысячных своего объема (современное значение — 0,084), Реомюр разделил э тот интервал на 80 градусов.
Как рабочий диапазон, так и пределы ошибок сильно зависят от используемого датчика. Одно из основных применений - это стандарт температуры для промышленных калибровок, учитывая практичность использования. Для этого применения термометр должен иметь хорошую временную стабильность. Для правильной спецификации модели в дополнение к измеряемой температуре необходимо сравнить допуск измерения, который он намеревается сделать, со спецификациями термометра.
Электронная модель имеет несколько преимуществ 29: низкий вес, низкая стоимость, быстрый отклик на изменения температуры, хорошая механическая устойчивость и устранение ошибки, присущей человеку при чтении температуры в обычном термометре. В медицине этот инструмент является точным порядка одной десятой градуса и требует лишь примерно десятую часть времени, необходимого для измерения температуры пациента по сравнению с классическим клиническим термометром. В дополнение к этим работам необходимо подчеркнуть растущее использование декоративных и функциональных объектов, таких как канцелярские принадлежности в целом, картины, часы и световые знаки в общественных местах.
Чуть раньше, в начале XVIII века, в России были распространены, но продержались недолго термометры петербургского академика Ж. Делиля со 150-градусиой шкалой н а том же температурном отрезке. Вытеснившие их термометры Реомюра были в ходу без малого два века и только каких-нибудь 50—60 лет назад окончательно уступили место термометрам Цельсия с современной 100-градусной шкалой .
Это связано с возможностью изготовления датчиков различного размера, что позволяет их вставлять в различные объекты. В дополнение к электронным ресурсам все еще можно найти следующие элементы: наличие команды включения-выключения; регулировка нуля и схемы преобразователя в шкалах Цельсия и Фаренгейта.
Были установлены такие концепции, как удельная теплоемкость, скрытая теплота плавления и испарения, теплопроводность и т.д. Которые получили практические методы измерения, нежизнеспособные, если термометрия не достигла уровня развития, подтвержденного с эпохи Фаренгейта.
К концу XVIII века число различных температурных шкал приблизилось к двум десяткам, что было и неудобно, и не нужно. Кроме того, в скоре выяснилось, что даже тщательно проградуирован ные приборы с разными жидкостями показывают разную температуру. При 50° С по ртутному термометру спиртовый показывал 43 ° С, термометр с оливковым маслом —49 ° С, с чистой водой — 25,6° С, а с соленой — 45,4 ° С.
Строго говоря, все физические и химические процессы связаны с высвобождением или поглощением энергии. Существует интересная работа, в которой подробно описывается принцип и универсальность калориметра 32. В соответствии с Дулоном, единица тепла принималась за количество, необходимое для нагрева одной ступени, одного грамма воды.
Температура проявляется в самых разных формах и в самых разных областях применения химии. Однако, строго говоря, интерес заключается в прямой и естественной взаимосвязи между обоими, что происходит посредством термохимии, которая описывает термические эффекты, которые наблюдаются в химических реакциях.
Выход нашел известный английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) . В 1848 году он предложил измерять не температуру, а количество тепла, которое в определенном процессе, называемом циклом Карно , передается от горячего тела к холодному: оно определяется только их температурами и совершенно не зависит от нагреваемого вещества. В термодинамической, или абсолютной, шкале температур, построенной на э том принципе, единица температуры называется кельвин .
Когда сжигание тела было признано химической реакцией, было предпринято попытку определить связь между химическими явлениями и теплом. Герике О. продемонстрировал, что пламя «черпает из воздуха вопрос», и Роберт Бойл обнаружил, что «кальцификация» свинца удаляет компоненты воздуха.
Дулонг отметил, что сжигание углерода в закиси азота было более экзотермическим, чем в воздухе. Это потребовало гораздо более тщательных исследований, чем простое практическое и эмпирическое применение метода или концепции. 36 Первоначальные применения горения были более эмпирическими, чем теоретические по своей природе, с развитием парового двигателя, ключевого игрока в первой революции Промышленный, заметный представительский пример 2, 3. Увеличение нагрева приводит к реакции в противоположном направлении к высвобождению энергии.
Термодинамическая шкала была хороша всем, кро ме одного: в повседневной практике тепловые измерения с последующими расчетами крайне неудобны, да и сам цикл Карно , прекрасно изученный теоретически, трудно воспроизвести не в специализированной метрологической лаборатории. Поэтому на ее основе в 1968 году была окончательно установлена Международная практическая температурная шкала (МПТШ-68) , которая базируется н а 11 воспроизводимых опорных точках между тройной точкой в одорода (13,81 К) и температурой затвердевания золота(1337,58 К ) и расходится с термодинамической шкалой в области кипения воды всего на 0,005 К. Этой шкалой пользуются и сейчас.
Объяснение мистицизма и загадок, связанных с поведением некоторых реакционных систем, объяснялось после работ Ле Шателье. Термометр, хотя и широко распространенный и сегодня инструмент исключительной универсальности в промышленности, науке и повседневной жизни, показал очень медленную историческую эволюцию из-за эмпиризма, связанного с теплотой и связанными с ней явлениями, помимо индивидуализма каждого из них обрабатывать температуру по-своему. Только когда можно было изготовить воспроизводимые и надежные инструменты и установить термометрические шкалы для практического использования, термометр стал важным элементом в научных лабораториях.
В английской и американской научной литера туре иногда встречается абсолютная шкала шотландца У. Ранкина (середина ХIХ века), одного из создателей технической термодинамики. Ее нулевая точке совпадает с 0 К, а градус Ранкина по величине равен градусу Фаренгейта.
До нашего времени из всего множества температурных шкал дошли всего четыре, хотя и э то явно многовато. В науке температуру выражают в Кельвинах, а в жизни мы используем градусы Цельсия и изредка встречаем шкалы Реомюра и Фаренгейта.
Эволюция физики и науки в целом оценивала использование термометра в характеристике и определении возрастающего числа физических, химических, биологических параметров и т.д. Превращая его в незаменимый базовый предмет для области обучения и для промышленного сегмента 37.
В связи с этим термометр является лишь одним из многих примеров, когда сканирование революционизировало формат и применимость инструментов. Химическая термодинамика, изд. Курс физики, улучшения компании: Сан-Паулу. Термометрия является частью термологии, которая изучает температуру и ее формы, с помощью которых ее можно измерить.
Можно произвести, пользуясь специальными соотношениями (формулами) или автоматически на страницах нашего сайта (переход по ссылке слева).
История изобретения термометра благодаря переводам наследия древних ученых сохранилась хорошо.
Так описано, что греческий ученый и врач Гален, сделал первую попытку измерения температуры в 170 году н.э. Он документально описал стандартную температуру кипящей воды и льда.
Прежде чем мы войдем в термометрию, определим состояния молекулярной агрегации вещества. 1-я неподвижная точка = температура плавления льда 2-я неподвижная точка = точка кипения воды. Как только фиксированные точки воды определены на шкале Цельсия, мы выделим 2 важных температурных шкалы; Фаренгейта и Кельвина.
Шкала Фаренгейта. 1-я фиксированная точка: 32 2-я фиксированная точка: 212. . Шкала Кельвина. Из соответствующих значений неподвижных точек каждой шкалы мы можем связать эти шкалы, чтобы получить уравнение, которое преобразует температуру в заданном масштабе в другой масштаб.
Измерители нагретости
Концепция измерения температуры является достаточно новой. Термоскоп — по существу, измеритель нагретости без шкалы был предшественником современного термометра. Были несколько изобретателей, работающих на термоскопе в 1593 году, но наиболее известным является Галилео Галилей, итальянский изобретатель, который также улучшил (но не изобрел) термоскоп.
По интерполяции получим уравнение. Резюме. Мы помещаем лампу градуированного градуированного термометра и лампу термометра, которая должна быть откалибрована внутри беккера. с максимальной объемной емкостью 400 мл. Мы ждем возникновения теплового равновесия и измеряем температуру воды градуированным термометром. мы отмечаем термометр без градуировки высоты колонны жидкости пером пористого наконечника. Для измерения температуры кипения этилового спирта и для выявления систематических и грубых ошибок при калибровке термометра и выработки уравнения конверсии.
Термоскоп может показать различия в нагретости, что позволяет наблюдателям знать, если что-то становилось теплее или холоднее. Тем не менее, термоскоп не может обеспечить точную температуру в градусах. В 1612 году итальянский изобретатель Санторио добавил свою числовую шкалу на термоскоп и она была использована, чтобы измерять температуру человека. Но по-прежнему не хватало стандартизированной шкалы и точности.
Цель Это калибровка ртутного термометра. Электрических и неэлектрических датчиков. это расширение позволяет вам просматривать. Ртуть - жидкий металл при комнатной температуре и очень чувствительный. Было разработано несколько приборов для измерения температуры. Когда температура изменяется, она расширяется через стеклянную трубку. В этой статье. среди которых наиболее часто используется ртутный термометр. где находится ртуть. читая градуированную шкалу. мы представляем калибровку и работу ртутного термометра.
Измерения температуры являются фундаментальными в исследованиях и разработках в области науки и техники. Поиск точности и точности измерений с минимальными возможными экспериментальными ошибками является постоянным. используя устройства. его работа основана на расширении ртути. потому что большая часть физических и химических свойств имеет некоторую зависимость от температуры. температура тела. в поисках более точных показаний для целей, для которых они предназначены. чтобы получить лучшие качественные и количественные результаты.
Изобретение термометра принадлежит немецкому физику Габриелю Фаренгейту который совместно с датским астрономом Олаф Кристенсен Рёмером разработал измеритель на основе и с использованием спирта.
В 1724 году они ввели шкалу стандартной температуры, которая носит его имя Фаренгейта, масштаба который был использован для записи изменений нагретости в точной форме. Его шкала разделена на 180 градусов между точками замерзания и кипения воды. 32° F замерзания воды и 212 ° F кипения воды, 0° F была основана на нагретости равной смеси воды, льда и соли. Также за основу этой знаковой системы взята температура человеческого тела. Первоначально, нормальная нагретость человеческого тело была 100° F, но с тех пор была скорректирована до 98,6 ° F. Равная смесь воды, льда и хлорида аммония использована для установки в 0° F.
Фаренгейт демонстрировал термометр на спиртовой основе в 1709 году до открытия ртутного аналога, который оказался более точным.
В 1714 Фаренгейт разработал первый современный термометр — ртутный термометр с более точными измерениями. Известно, что ртуть расширяется или сжимается при повышении физической величины нагретости или падает. Это можно считать первым современным ртутным термометром со стандартизированной шкалой.
История изобретения термометра отмечает, что Габриель Фаренгейт немецкий физик изобрел спиртовой термометр в 1709 году и ртутный термометр в 1714 году.
Виды температурных шкал
В современном мире находят применение определенные виды температурных шкал :
1. Шкала Фаренгейта является одной из трех основных температурных знаковых систем, используемых сегодня с двумя другими Цельсия и Кельвина. Фаренгейт это стандарт, используемый для измерения температуры в Соединенных Штатах, но большая часть остального мира использует Цельсия.
2. Вскоре после открытия Фаренгейта шведский астроном Андерс Цельсий озвучил свою шкалу, которая упоминается как Цельсия. Она делится на 100 градусов, отделяющих точку кипения и замерзания. Оригинальный масштаб установленный Цельсием 0 в качестве точки кипения воды и 100 в качестве точки замерзания, был изменен вскоре после изобретения шкалы и стал: 0° C – замерзания, 100° C – точка кипения.
Термин Цельсия был принят в 1948 году международной конференцией по вопросам мер и весов и масштаб является предпочтительным как датчик температуры для научных приложений, а также в большинстве стран мира кроме Соединенных Штатов.
3. Следующую шкалу изобрел Лорд Кельвин из Шотландии с его датчиком в 1848 году, известная сейчас как шкала Кельвина. Она основывался на идее абсолютной теоретической нагретости, при которой все вещества не имеют тепловой энергии. Там нет отрицательных чисел по шкале Кельвина, 0 K самая низкая температура возможная в природе.
Абсолютный ноль по Кельвину означает минус 273,15 ° С и минус 459,67 F. Шкала Кельвина широко используется в научных приложениях. Единицы по шкале Кельвина имеют тот же размер, как и у шкалы Цельсия, за исключением того, что шкала Кельвина устанавливает самую 0.
Коэффициенты пересчета видов температур
Фаренгейта в градусы Цельсия: вычтите 32, а затем умножить на 5, а затем разделить на 9;
Цельсия в градусы Фаренгейта: умножьте на 9, делим на 5, затем добавить 32;
Фаренгейта в Кельвина: вычтите 32, умножить на 5, разделить на 9, а затем добавить 273,15;
Кельвина в градусы Фаренгейта: вычтите 273,15, умножить на 1,8, а затем добавить 32;
Кельвина в градусы Цельсия: добавить 273;
Цельсия в Кельвина: вычтите 273.
Термометры используют материалы, которые изменяются в некотором роде, когда они нагреваются или охлаждаются. Самыми распространенные ртутные или спиртовые, где жидкость расширяется, когда нагревается и сжимается при охлаждении, поэтому длина столба жидкости длиннее или короче в зависимости от нагретости. Современные термометры калиброванные по виду температур как по Фаренгейту (используются в США), по Цельсию (во всем мире) и Кельвина (используется в основном учеными).
