Teplotné a teplotné stupnice. Projektová práca "Teplotná stupnica"

Prečo používané vo fyzike niekoľko stupníc na meranie teploty? No, existuje - "Celsius" - to by stačilo, inak - “podľa Fahrenheita”, “podľa Reaumura”, “podľa Kelvina” a dokonca “podľa Rankina”, “podľa Newtona”... každý sa chcel zapojiť do histórie a vedy.

Príbeh

Slovo „teplota“ vzniklo v tých časoch, keď ľudia verili, že viac zahrievané telá obsahujú väčšie množstvo špeciálnej látky – kalorickej – ako menej zahrievané. Preto bola teplota vnímaná ako sila zmesi telesnej hmoty a kalórií. Z tohto dôvodu sa jednotky merania sily alkoholických nápojov a teploty nazývajú rovnaké - stupne.

Keďže teplota je kinetická energia molekúl, je zrejmé, že najprirodzenejšie je ju merať v energetických jednotkách (t. j. v sústave SI v jouloch). Meranie teploty však začalo dávno pred vytvorením molekulárnej kinetickej teórie, takže praktické váhy merajú teplotu v konvenčných jednotkách – stupňoch.

Kelvinova stupnica (K)

Navrhol to v roku 1848 anglický vedec William Thomson(aka Lord Kelvin) ako presnejší spôsob merania teploty. Na tejto stupnici nulový bod alebo absolútna nula predstavuje najnižšiu možnú teplotu, teda určitý teoretický stav látky, pri ktorom sa jej molekuly úplne prestanú pohybovať. táto hodnota bola získaná teoretickým štúdiom vlastností plynu pri nulovom tlaku. Na stupnici Celzia absolútna nula alebo Kelvinova nula zodpovedá -273,15 °C. Preto sa v praxi môže 0ºC rovnať 273 K. Do roku 1968 sa jednotka merania kelvin (K) nazývala stupeň Kelvin (ºK). Používa sa v termodynamike.

Teplota sa meria od absolútnej nuly (stav zodpovedajúci minimu, ktoré je teoreticky možné vnútornej energie telo) a jeden kelvin sa rovná 1/273,15 vzdialenosti od absolútnej nuly po trojitý bod vody (stav, v ktorom sú ľad, voda a vodná para v rovnováhe). Boltzmannova konštanta sa používa na premenu kelvinov na energetické jednotky. Používajú sa aj odvodené jednotky: kilokelvin, megakelvin, milikelvin atď.

Celzia stupnica (ºC)

V roku 1742 švédsky astronóm Anders Celsius navrhol vlastnú stupnicu, v ktorej sa teplota zmesi vody a ľadu brala ako nula a bod varu vody sa rovnal 100º. Stotina intervalu medzi týmito referenčnými bodmi sa berie ako stupeň. Táto stupnica je racionálnejšia ako stupnica Fahrenheit a Reaumur a je široko používaná vo vede av každodennom živote.

Keďže body tuhnutia a varu vody nie sú dobre definované, stupnica Celzia je v súčasnosti definovaná pomocou stupnice Kelvin: stupeň Celzia sa rovná kelvinu, za absolútnu nulu sa považuje -273,15 °C. Celziova stupnica je prakticky veľmi pohodlná, pretože voda je na našej planéte veľmi bežná a náš život je na nej založený. Nula Celzia je pre meteorológiu špeciálny bod, keďže zamrznutie atmosférickej vody všetko výrazne mení.

Fahrenheitova stupnica (ºF)

Navrhol to v zime 1724 nemecký vedec Gabriel Fahrenheit. Na tejto stupnici sa bod, do ktorého v jeden veľmi chladný zimný deň (bolo to v Danzigu a žili Fahrenheit) znížila ortuť v teplomeri vedca, považoval za nulu. Ako ďalší východiskový bod si zvolil teplotu ľudského tela. Tento interval je rozdelený na 100 stupňov. Podľa tohto nie veľmi logického systému sa bod mrazu vody (teda nula stupňov Celzia) na hladine mora ukázal ako +32º a bod varu vody +212º. Stupnica je populárna v Spojenom kráľovstve a najmä v USA.

Stupeň Fahrenheita sa rovná 5/9 stupňom Celzia.

V súčasnosti je akceptovaná nasledujúca definícia stupnice Fahrenheit: je to teplotná stupnica, ktorej 1 stupeň (1 °F) sa rovná 1/180 rozdielu medzi teplotami vriacej vody a topiaceho sa ľadu pri atmosferický tlak a bod topenia ľadu je +32 °F. Teplota na Fahrenheitovej stupnici súvisí s teplotou na Celziovej stupnici (t °C) v pomere t °C = 5/9 (t °F - 32), 1 °F = 5/9 °C.


Reaumurova stupnica (ºR)

V roku 1731 francúzsky vedec René Antoine de Reaumur navrhol teplotnú stupnicu založenú na použití liehu, ktorý má vlastnosť expandovať (spolu s popisom liehového teplomera, ktorý vynašiel). Bod tuhnutia vody bol braný ako spodný referenčný bod. Stupeň Réaumur bol svojvoľne definovaný ako jedna tisícina objemu, ktorý zaberá alkohol v nádržke a trubici teplomera v nulovom bode. Za normálnych podmienok je bod varu vody na tejto stupnici 80º. Reaumurova stupnica sa teraz všade prestala používať.

Jednotkou je stupeň Reaumur (°R), 1°R sa rovná 1/80 teplotného intervalu medzi referenčnými bodmi - teplota topenia ľadu (0°R) a bod varu vody (80°R)

1 °R = 1,25 °C.

V súčasnosti sa stupnica prestala používať, najdlhšie prežila vo Francúzsku, v domovine autora.

Rankinova stupnica (ºRa)

Navrhol ho škótsky inžinier a fyzik William Rankin (William John McQuorn Rankin (Rankine)). Jeho nula sa zhoduje s nulou termodynamickej teploty a vo veľkosti 1ºRa sa rovná 5/9 K. To znamená, že princíp je rovnaký ako v Kelvinovej stupnici, len v rozmere sa Rankinova stupnica nezhoduje s Celziovou stupnicou, ale s Fahrenheitovou stupnicou. Tento systém Nedostal som žiadne merania distribučnej teploty.

Prevod teploty medzi hlavnými stupnicami

Kelvin

Celzia

Fahrenheita

Kelvin (K)

C + 273,15

= (F + 459,67) / 1,8

Celzia (°C)

K − 273,15

= (F − 32) / 1,8

Fahrenheit (°F)

K 1,8 - 459,67

C 1,8 + 32


Porovnanie teplotných stupníc

Popis

Kelvin Celzia

Fahrenheita

Newton Reaumur
Absolútna nula

−273.15

−459.67

−90.14

−218.52

Teplota topenia zmesi Fahrenheita (soľ a ľad v rovnakých množstvách)

255.37

−17.78

−5.87

−14.22

Bod tuhnutia vody (normálne podmienky)

273.15

Priemerná teplota ľudského tela ¹

310.0

36.8

98.2

12.21

29.6

Bod varu vody (normálne podmienky)

373.15

100

212

Povrchová teplota Slnka

5800

5526

9980

1823

4421


¹ Normálna teplota ľudského tela je 36,6 °C ±0,7 °C alebo 98,2 °F ±1,3 °F. Bežne uvádzaná hodnota 98,6 °F je presným prevodom na nemeckú hodnotu Fahrenheita z 19. storočia 37 °C. Keďže táto hodnota nie je podľa moderných koncepcií v rozmedzí normálnej teploty, môžeme povedať, že obsahuje nadmernú (nesprávnu) presnosť. Niektoré hodnoty v tejto tabuľke boli zaokrúhlené.


Porovnanie stupnice Fahrenheita a Celzia

(o F- Fahrenheitova stupnica, oC- stupnica Celzia)

oF

oC

oF

oC

oF

oC

Teplotné stupnice

Teplotná stupnica je špecifický funkčný číselný vzťah medzi teplotou a hodnotami meranej termometrickej vlastnosti. V tomto ohľade sa zdá byť možné skonštruovať teplotnú stupnicu založenú na výbere akejkoľvek termometrickej vlastnosti. Zároveň neexistuje jediná termometrická vlastnosť, ktorá by sa lineárne menila

zmeny teploty a nezávisí od iných faktorov v širokom rozsahu meraní teploty. Prvé váhy sa objavili v 18. storočí. Na ich konštrukciu boli vybrané dva referenčné body t 1 A t 2, predstavujúce teploty fázovej rovnováhy čistých látok. Teplotný rozdiel t1 – t2 nazývaný hlavný teplotný rozsah.

Fahrenheit (1715), Reaumur (1776) a Celsius (1742) pri konštrukcii mierok vychádzali z predpokladu lineárne spojenie medzi teplotou t a termometrická vlastnosť, ktorá sa využívala ako expanzia objemu kvapaliny V(vzorec 14.27) /8/

t=a+bV,(14.27)

Kde A A b- konštantné koeficienty.

Dosadzovanie do rovnice (14.27) V = V 1 pri t=t1 A V=V 2 pri t=t2, po transformáciách dostaneme rovnicu (14.28) teplotnej stupnice /8/

Vo Fahrenheitovej, Reaumurovej a Celziovej stupnici teplota topenia ľadu t 1 zodpovedalo +32, 0 a 0 ° a bodu varu vody t 2 - 212, 80 a 100°. Hlavný interval t2 – t1 v týchto mierkach sa podľa toho delí na N= 180, 80 a 100 rovnakých dielov a 1/Nčasť každého intervalu sa nazýva stupeň Fahrenheita - t° F, stupeň Reaumur – t° R a stupne Celzia - t °С. Pre stupnice skonštruované podľa tohto princípu teda stupeň nie je mernou jednotkou, ale predstavuje jednotkový interval – stupnicu stupnice.

Ak chcete previesť teplotu z jednej špecifikovanej stupnice na inú, použite vzťah (14.29)

t°C= 1,25° R=-(5/9)( - 32), (14.29)

Neskôr sa zistilo, že údaje teplomerov s rôznymi termometrickými látkami (napríklad ortuťou, alkoholom atď.), ktoré používajú rovnakú termometrickú vlastnosť a jednotnú stupnicu, sa zhodujú iba v referenčných bodoch a v iných bodoch sa údaje líšia. Ten je obzvlášť viditeľný pri meraní teplôt, ktorých hodnoty sú umiestnené ďaleko od hlavného intervalu.

Táto okolnosť sa vysvetľuje tým, že vzťah medzi teplotou a termometrickou vlastnosťou je vlastne nelineárny a táto nelinearita je pre rôzne termometrické látky odlišná. Najmä v uvažovanom prípade je nelinearita medzi teplotou a zmenou objemu kvapaliny vysvetlená skutočnosťou, že teplotný koeficient objemovej expanzie samotnej kvapaliny sa mení s teplotou a táto zmena je odlišná pre rôzne kvapôčkové kvapaliny.

Na základe opísaného konštrukčného princípu možno získať ľubovoľný počet teplotných stupníc, ktoré sa navzájom výrazne líšia. Takéto stupnice sa nazývajú konvenčné a stupnice týchto mierok sa nazývajú konvenčné stupne. Problém vytvorenia teplotnej stupnice nezávislej od termometrických vlastností látok vyriešil v roku 1848 Kelvin a ním navrhnutá stupnica sa nazývala termodynamická. Na rozdiel od bežných teplotných stupníc je termodynamická teplotná stupnica absolútna.

Termodynamická teplotná stupnica na základe použitia druhého termodynamického zákona. V súlade s týmto zákonom koeficient užitočná akcia tepelného motora pracujúceho na reverzibilnom Carnotovom cykle je určená iba teplotami ohrievača T N a chladničkou T X a nezávisí od vlastností pracovnej látky, preto sa účinnosť vypočíta podľa vzorca (14.30) /8/

(14.30)

Kde Q N A Q X- respektíve množstvo tepla prijatého pracovnou látkou z ohrievača a odovzdaného do chladničky.

Kelvin navrhol použiť na určenie teploty rovnosť (14.31) /8/

TN/TX = QN/QX , (14.31)

Preto použitím jedného objektu ako ohrievača a druhého ako chladničky a spustením Carnotovho cyklu medzi nimi je možné určiť teplotný pomer objektov meraním pomeru tepla odobratého z jedného objektu a odovzdaného druhému. Výsledná teplotná stupnica nezávisí od vlastností pracovnej (termometrickej) látky a nazýva sa absolútna teplotná stupnica. Aby absolútna teplota (a nielen pomer) mala určitú hodnotu, bolo navrhnuté vziať rozdiel termodynamických teplôt medzi bodmi varu vody T HF a topiaceho sa ľadu T TL rovný 100°. Prijatie takejto hodnoty rozdielu sledovalo cieľ zachovať kontinuitu číselného vyjadrenia termodynamickej teplotnej škály z teplotnej stupnice Celzia. Označuje teda množstvo tepla prijatého z ohrievača (vriaca voda) a odovzdaného do chladničky (topenie ľadu), resp. Q HF A Q TL a prijímanie T KV – T TL ==100, pomocou (14.31) získame rovnosť (14.32) a (14.33)

(14.32)

(14.33)

Pre akúkoľvek teplotu T ohrievač pri konštantnej hodnote teploty T TL chladnička a množstvo tepla Q TL, ktorú mu dáva pracovná látka Carnotovho stroja, budeme mať rovnosť (14,34) /8/

(14.34)

Výraz (14.34) je rovnica stupňová termodynamická teplotná stupnica a ukazuje, že hodnota teploty T na tejto stupnici lineárne súvisí s množstvom tepla Q, získaný pracovnou látkou tepelného motora, keď vykonáva Carnotov cyklus, a v dôsledku toho nezávisí od vlastností termometrickej látky. Jeden stupeň termodynamickej teploty sa považuje za rozdiel medzi teplotou tela a teplotou topenia ľadu, pri ktorej sa práca vykonaná v reverzibilnom Carnotovom cykle rovná 1/100 práce vykonanej v Carnotovom cykle medzi bodom varu vody a teploty topenia ľadu (za predpokladu, že v oboch cykloch je množstvo tepla odovzdaného do chladničky rovnaké). Z výrazu (14.30) vyplýva, že pri maximálnej hodnote by sa mala rovnať nule T X. Táto najnižšia teplota bola pomenovaná Kelvin absolútna nula. Teplota na termodynamickej stupnici je označená T K. Ak vo výraze opisujúcom Gay-Lussac plynový zákon: (kde Ro - tlak pri t = 0 °С; je teplotný koeficient tlaku), dosaďte hodnotu teploty rovnú - , potom tlak plynu Pt sa bude rovnať nule. Je prirodzené predpokladať, že teplota, pri ktorej je maximum minimálny tlak plyn, sám o sebe je minimum možné, a podľa absolútna mierka Kelvin sa považuje za nulu. Preto je absolútna teplota .



Z Boyleovho-Mariottovho zákona je známe, že pre plyny sa teplotný koeficient tlaku a rovná teplotnému koeficientu objemovej rozťažnosti. Experimentálne sa zistilo, že pre všetky plyny pri tlakoch smerujúcich k nule, v teplotnom rozsahu 0-100 °C, je teplotný koeficient objemovej rozťažnosti = 1/273,15.

Nulová hodnota absolútnej teploty teda zodpovedá °C. Teplota topenia ľadu v absolútnom meradle bude To==273,15 K. Akákoľvek teplota na absolútnej Kelvinovej stupnici môže byť definovaná ako (Kde t teplota v °C). Treba poznamenať, že jeden stupeň Kelvina (1 K) zodpovedá jednému stupňu Celzia (1 °C), keďže obe stupnice sú založené na rovnakých referenčných bodoch. Termodynamická teplotná stupnica založená na dvoch referenčných bodoch (teplota topenia ľadu a bod varu vody) mala nedostatočnú presnosť merania. Je prakticky ťažké reprodukovať teploty týchto bodov, pretože závisia od zmien tlaku, ako aj od menších nečistôt vo vode. Kelvin a nezávisle od neho D.I. Mendelejev vyjadrili úvahy o vhodnosti konštrukcie termodynamickej teplotnej stupnice založenej na jednom referenčnom bode. Poradný výbor pre termometriu Medzinárodného výboru pre váhy a miery v roku 1954 prijal odporúčanie prejsť na definíciu termodynamickej stupnice s použitím jediného referenčného bodu – trojitého bodu vody (rovnovážny bod vody v pevnej, kvapalnej a plynné fázy), ktorý sa dá ľahko reprodukovať v špeciálnych nádobách s chybou najviac 0,0001 K. Teplota tohto bodu sa považuje za 273,16 K, t.j. vyššia ako teplota bodu topenia ľadu o 0,01 K. Toto číslo bolo zvolené tak, aby sa hodnoty teploty na novej stupnici prakticky nelíšili od starej Celziovej stupnice s dvoma referenčnými bodmi. Druhým referenčným bodom je absolútna nula, ktorá nie je realizovaná experimentálne, ale má striktne pevnú polohu. V roku 1967 XIII. Generálna konferencia pre váhy a miery objasnila definíciu jednotky termodynamickej teploty takto: Kelvin-1/273,16 časť termodynamickej teploty trojného bodu vody“. Termodynamickú teplotu možno vyjadriť aj v stupňoch Celzia: t= T- 273,15 K. Veľký teoretický a zásadný význam má využitie druhého termodynamického zákona, navrhnutého Kelvinom za účelom zavedenia pojmu teploty a zostrojenia absolútnej termodynamickej teplotnej stupnice, nezávislej od vlastností termometrickej látky. Implementácia tejto stupnice pomocou tepelného motora pracujúceho na reverzibilnom Carnotovom cykle ako teplomera je však prakticky nemožná.

Termodynamická teplota je ekvivalentná plyno-tepelnej teplote použitej v rovniciach popisujúcich zákony ideálneho plynu. Plynotermálna teplotná stupnica je postavená na báze plynového teplomera, v ktorom sa ako teplomerná látka používa plyn s vlastnosťami blížiacimi sa ideálnemu plynu. Plynový teplomer je teda praktickým prostriedkom na reprodukciu termodynamickej teplotnej stupnice. Plynové teplomery sa dodávajú v troch typoch: konštantný objem, konštantný tlak a konštantná teplota. Zvyčajne sa používa plynový teplomer s konštantným objemom (obrázok 14.127), v ktorom je zmena teploty plynu úmerná zmene tlaku. Plynový teplomer pozostáva z valca 1 a spojovacia trubica 2, naplnené cez ventil 3 vodík, hélium alebo dusík (pre vysoké teploty). Spojovacia trubica 2 pripojený k slúchadlu 4 dvojrúrkový tlakomer, ktorý má rúrku 5 možno posunúť nahor alebo nadol vďaka flexibilnej spojovacej hadici 6. Pri zmene teploty sa mení objem systému naplneného plynom a aby sa dostal na pôvodnú hodnotu, trubica 5 pohybujte zvisle, kým hladina ortuti v trubici nie je 4 nezhoduje sa s os X-X. V tomto prípade stĺpec ortuti v trubici 5, merané od úrovne X-X, bude zodpovedať tlaku plynu R vo valci.

Obrázok 14.127 – Schéma plynového teplomera

Typicky meraná teplota T určená vzhľadom na nejaký referenčný bod, napríklad vzhľadom na teplotu trojitého bodu vody T0, pri ktorom bude tlak plynu vo valci Ro. Požadovaná teplota sa vypočíta pomocou vzorca (14.35)

(14.35)

V rozsahu sa používajú plynové teplomery ~ 2- 1300 K. Chyba plynových teplomerov je v rozmedzí 3-10-3 - 2-10-2 K v závislosti od nameranej teploty. Dosiahnutie tak vysokej presnosti merania - ťažká úloha, čo si vyžaduje zohľadnenie mnohých faktorov: odchýlky vlastností skutočného plynu od ideálneho, prítomnosť nečistôt v plyne, sorpcia a desorpcia plynu stenami valca, difúzia plynu cez steny, zmena v objeme valca od teploty, rozloženie teploty pozdĺž spojovacej rúrky.

Vzhľadom na vysokú náročnosť práce s plynovými teplomermi sa pokúšali nájsť ďalšie jednoduché metódy reprodukcia termodynamickej teplotnej stupnice.

Na základe výskumu uskutočneného v rôznych krajinách na VII. generálnej konferencii pre váhy a miery v roku 1927 bolo rozhodnuté nahradiť termodynamickú stupnicu "praktická" teplotná stupnica a zavolaj jej medzinárodná teplotná stupnica. Táto stupnica bola v súlade s termodynamickou stupnicou Celzia tak blízko, ako to vtedajšia úroveň vedomostí umožňovala.

Na zostavenie medzinárodnej teplotnej stupnice bolo vybraných šesť reprodukovateľných referenčných bodov, ktorých hodnoty teploty na termodynamickej stupnici boli starostlivo merané v rôznych krajinách pomocou plynových teplomerov a boli akceptované najspoľahlivejšie výsledky. Pomocou referenčných bodov sú referenčné prístroje kalibrované tak, aby reprodukovali medzinárodnú teplotnú stupnicu. V intervaloch medzi referenčnými bodmi sa hodnoty teploty vypočítavajú pomocou navrhnutých interpolačných vzorcov, ktoré stanovujú vzťah medzi hodnotami referenčných prístrojov a teplotou podľa medzinárodnom meradle. V rokoch 1948, 1960 a 1968 Ustanovenia o medzinárodnej teplotnej stupnici boli spresnené a doplnené, pretože na základe vylepšených metód merania sa zistili rozdiely medzi touto stupnicou a termodynamickou stupnicou, najmä v oblasti vysokých teplôt, a tiež z dôvodu potreby na rozšírenie teplotnej stupnice na nižšie teploty. V súčasnosti je v platnosti vylepšená stupnica prijatá na XIII. konferencii váh a mier s názvom „Medzinárodná praktická teplotná stupnica 1968“ (MPTP-68). Pojem "praktický" znamená, že táto teplotná stupnica nie je vo všeobecnosti rovnaká ako termodynamická stupnica. Teploty MPTSH-68 sú vybavené indexom ( T 68 alebo t 68).

MPTS-68 je založený na 11 hlavných referenčných bodoch uvedených v tabuľke 9. Spolu s hlavnými existuje 27 sekundárnych referenčných bodov pokrývajúcich teplotný rozsah od 13,956 do 3660 K (od -259,194 do 3387 °C). Číselné teploty uvedené v tabuľke 14.4 zodpovedajú termodynamickej stupnici a sú určené pomocou plynových teplomerov.

Ako referenčný teplomer sa používa platinový odporový tepelný prevodník v rozsahu teplôt od 13,81 do 903,89 K (630,74 °C - bod tuhnutia antimónu - sekundárny referenčný bod). Tento interval je rozdelený do piatich podintervalov, pre každý z nich sú definované interpolačné vzorce vo forme polynómov do štvrtého stupňa. V teplotnom rozsahu od 903,89 do 1337,58 K sa používa referenčný platino-platinovo-ródiový termoelektrický teplomer. Interpolačný vzorec spájajúci termoelektromotorickú silu s teplotou je tu polynóm druhého stupňa.

Pre teploty nad 1337,58 K (1064,43 °C) sa MPTS-68 reprodukuje pomocou kvázi-monochromatického teplomera s použitím Planckovho zákona o žiarení.

Tabuľka 14.4 - Hlavné referenčné body MPTSH-68

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Dobrá práca na stránku">

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http: www. všetko najlepšie. ru/

Teplotné stupnice

Ľudstvo sa naučilo merať teplotu približne pred 400 rokmi. Ale prvé prístroje pripomínajúce dnešné teplomery sa objavili až v 18. storočí. Vynálezcom prvého teplomera bol vedec Gabriel Fahrenheit. Celkovo bolo vo svete vynájdených niekoľko rôznych teplotných stupníc, niektoré boli populárnejšie a používajú sa dodnes, iné postupne vypadli z používania.

Teplotné stupnice sú systémy teplotných hodnôt, ktoré je možné navzájom porovnávať. Keďže teplota nie je veličina, ktorú možno priamo merať, jej hodnota je spojená so zmenou teplotného stavu látky (napríklad vody). Na všetkých teplotných škálach sa spravidla zaznamenávajú dva body, ktoré zodpovedajú teplotám prechodu vybranej termometrickej látky do rôznych fáz. Ide o takzvané referenčné body. Príklady referenčných bodov sú bod varu vody, bod tvrdnutia zlata atď. Jeden z bodov sa považuje za východiskový bod. Interval medzi nimi je rozdelený na určitý počet rovnakých segmentov, ktoré sú jednotlivé. Jednotka merania teploty je všeobecne akceptovaná ako jeden stupeň. zariadenie na meranie teploty

Najpopulárnejšie a najpoužívanejšie teplotné stupnice na svete sú stupnice Celzia a Fahrenheita.

Pozrime sa postupne na dostupné váhy a skúsme ich porovnať z pohľadu jednoduchosti použitia a praktickej užitočnosti. Existuje päť najznámejších mierok:

1. Fahrenheita vynašiel nemecký vedec Fahrenheit. Jedna z tých studených zimné dni V roku 1709 klesla ortuť v teplomere vedca na veľmi nízku teplotu, ktorú navrhol považovať na novej stupnici za nulu. Ďalším referenčným bodom bola teplota ľudského tela. Bod tuhnutia vody na jeho stupnici bol +32° a bod varu +212°. Stupnica Fahrenheita nie je obzvlášť premyslená alebo pohodlná. Predtým sa hojne používal v anglicky hovoriacich krajinách, no v súčasnosti sa používa takmer výlučne v USA.

2. Podľa Reaumurovej stupnice, ktorú vynašiel francúzsky vedec René de Reaumur v roku 1731, spodný referenčný bod je bod mrazu vody. Stupnica je založená na použití alkoholu, ktorý sa pri zahriatí rozpína; Táto váha sa už nepoužíva.

3. Celzia(navrhol Švéd Anders Celsius v roku 1742) teplota zmesi ľadu a vody (teplota, pri ktorej sa ľad topí) sa berie ako nula, ďalším hlavným bodom je teplota, pri ktorej voda vrie. Bolo rozhodnuté rozdeliť interval medzi nimi na 100 častí a jedna časť bola braná ako jednotka merania - stupeň Celzia. Táto stupnica je racionálnejšia ako stupnica Fahrenheit a stupnica Reaumur a teraz sa používa všade.

4. Kelvinova stupnica vynašiel v roku 1848 Lord Kelvin (anglický vedec W. Thomson). Nulový bod na ňom zodpovedal najnižšej možnej teplote, pri ktorej sa pohyb molekúl látky zastaví. Táto hodnota bola teoreticky vypočítaná pri štúdiu vlastností plynov. Na Celziovej stupnici táto hodnota zodpovedá približne - 273°C, t.j. nula Celzia sa rovná 273 K. Jednotkou merania novej stupnice bol jeden kelvin (pôvodne nazývaný „stupeň Kelvin“).

5. Rankinova stupnica(pomenovaný podľa škótskeho fyzika W. Rankina) má rovnaký princíp ako Kelvinova stupnica a rozmer je rovnaký ako stupnica Fahrenheit. Tento systém nebol prakticky rozšírený.

Hodnoty teplôt, ktoré nám dávajú stupnice Fahrenheita a Celzia, sa dajú ľahko previesť na seba. Pri prevode hodnôt Fahrenheita „vo vašej hlave“ na stupne Celzia musíte pôvodnú hodnotu zmenšiť o 32 jednotiek a vynásobiť 5/9. Naopak (zo stupnice Celzia po Fahrenheit) - vynásobte pôvodnú hodnotu 9/5 a pridajte 32. Pre porovnanie: teplota absolútnej nuly v stupňoch Celzia je 273,15 °, vo stupňoch Fahrenheita - 459,67 °.

Ameranie teploty

Meranie teploty je založené na závislosti nejakej fyzikálnej veličiny (napríklad objemu) od teploty. Táto závislosť sa využíva v teplotnej škále teplomera – prístroja slúžiaceho na meranie teploty.

V roku 1597 vytvoril Galileo Galilei termoskop. Termoskop bola malá sklenená guľa s priletovanou sklenenou trubicou spustenou do vody. Keď sa guľa ochladila, voda v skúmavke stúpala. Keď sa počasie oteplilo, hladina vody v trubiciach klesla. Nevýhodou zariadenia bola chýbajúca stupnica a závislosť nameraných hodnôt od atmosférického tlaku.

Neskôr florentskí vedci vylepšili Galileov termoskop pridaním stupnice guľôčok a odčerpaním vzduchu z balóna. V roku 1700 premenil letecký termoskop vedec Torricelli. Zariadenie sa obrátilo hore dnom, nádoba s vodou sa vybrala a do skúmavky sa nalial alkohol. Prevádzka zariadenia bola založená na expanzii alkoholu pri zahrievaní - teraz hodnoty nezáviseli od atmosférického tlaku. Bol to jeden z prvých kvapalinových teplomerov. Torricelliho teplomer nemal stupnicu.

V roku 1714 holandský vedec Fahrenheit vyrobil ortuťový teplomer. Do zmesi ľadu a kuchynskej soli umiestnil teplomer a výšku ortuťového stĺpca označil ako 0 stupňov. Ďalším bodom Fahrenheita bola teplota ľudského tela – 96 stupňov. Sám vynálezca definoval druhý bod ako „teplotu pod pazuchou zdravého Angličana“

V roku 1730 navrhol francúzsky fyzik R. Reaumur liehový teplomer s konštantnými bodmi topenia pre ľad (0 °R) a vriacu vodu (80 °R). Približne v rovnakom čase použil švédsky astronóm Anders Celsius ortuťový teplomer Fahrenheit s vlastnou stupnicou, kde sa bod varu vody bral ako 0 stupňov a teplota topenia ľadu ako 100 stupňov.

Teplota je dôležitý parameter, ktorý určuje nielen prietok technologický postup, ale aj vlastnosti hmoty. Na meranie teploty v sústave jednotiek SI sa používa teplotná stupnica s jednotkou teploty Kelvin (K). Východiskovým bodom tejto stupnice je absolútna nula (0 K). Pre procesné merania sa často používa teplotná stupnica s jednotkou teploty v stupňoch Celzia (°C).

Na meranie teploty sa používajú rôzne primárne prevodníky, líšiace sa spôsobom prevodu teploty na medzisignál. V priemysle sa najviac používajú tieto primárne prevodníky: expanzné teplomery, manometrické teplomery, odporové teplomery, termočlánky (termoelektrické pyrometre) a radiačné pyrometre. Všetky, s výnimkou radiačných pyrometrov, sú počas prevádzky v kontakte s meraným médiom.

Uverejnené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

    Teplota je parameter charakterizujúci tepelný stav látky. Teplotné stupnice, prístroje na meranie teploty a ich hlavné typy. Termodynamický cyklus piestového spaľovacieho motora s prívodom tepla pri konštantnom tlaku.

    test, pridané 25.03.2012

    Základné váhy na meranie teploty. Maximálne a minimálne hodnoty v podmienkach Zeme. Teplota ľudského prostredia. Teplotný faktor na Zemi. Rozloženie teploty v rôznych oblastiach tela v chladných a teplých podmienkach.

    správa, doplnené 18.03.2014

    Prístroje na meranie teploty. Charakteristika termoelektrických meničov. Princíp činnosti spektrálnych pomerových pyrometrov. Prístroje na meranie nadmerného a absolútneho tlaku. Druhy kvapalinových, deformačných a elektrických tlakomerov.

    návod, pridané 18.05.2014

    Stav sústavy mier a meracej techniky v rôznych historických obdobiach. Meranie teploty, tlaku a prietoku tekutiny pomocou rôzne metódy a finančné prostriedky. Prístroje na meranie zloženia, relatívnej vlhkosti a vlastností látky.

    kurzová práca, pridané 1.11.2011

    Pojem termoelektrický efekt; technické termočlánky, ich typy. Charakteristika a konštrukcia TEC, konštrukcia, účel, prevádzkové podmienky, nevýhody. Meranie teploty, limity dovolených odchýlok termoEMF od menovitej hodnoty.

    test, pridaný 30.01.2013

    Charakteristika veličiny charakterizujúcej tepelný stav telesa alebo miera jeho „zahriatia“. Príčina Brownov pohyb. Predchodca moderných teplomerov, ich typy. Jednotky merania teploty, typy váh. Experimentujte s výrobou termoskopu.

    prezentácia, pridané 14.01.2014

    Teória teplotných polí: časopriestorové rozdelenia teploty a koncentrácie roztokov. Model fyzikálno-chemického procesu interakcie medzi kyselinou chlorovodíkovou a uhličitanovou zložkou kostry. Metódy výpočtu teplotných a hustotných polí.

    Definícia lineárneho tepelný tok metódou postupných aproximácií. Stanovenie teploty steny na strane vody a teploty medzi vrstvami. Graf zmien teploty pri prenose tepla. Reynoldsove a Nuceltove čísla pre plyny a vodu.

    test, pridané 18.03.2013

    Vývoj a zdokonaľovanie technológií merania teploty pomocou luminiscenčných, kontaktných a bezkontaktných metód. Medzinárodná teplotná stupnica. Výroba liehových, ortuťových, manometrických a termoelektrických teplomerov.

    kurzová práca, pridané 06.07.2014

    Základné informácie o teplote a teplotných stupniciach, možnosť merania. Použitie teplomerov v praxi a požiadavky na meracie prístroje zaradené do štátnych noriem príslušných teplotných rozsahov.

Teplota je tiež tzv fyzikálne množstvo, charakterizujúce stupeň zahrievania tela, ale to nestačí na pochopenie významu a významu pojmu teplota. V tejto fráze je len nahradenie jedného výrazu iným a nie zrozumiteľnejšie. Fyzikálne pojmy sú zvyčajne spojené s niektorými základnými zákonmi a nadobúdajú význam iba v spojení s týmito zákonmi. Pojem teplota je spojený s pojmom tepelnej rovnováhy, a teda so zákonom makroskopickej ireverzibilnosti.

Zmena teploty

V stave termodynamickej rovnováhy majú všetky telesá tvoriace systém rovnakú teplotu. Teplotu možno merať len nepriamo, na základe teplotnej závislosti takejto fyzikálne vlastnosti telesá, ktoré možno priamo merať. Látky (telesá), ktoré sa na to používajú, sa nazývajú termometrické.

Dve tepelne izolované telesá nech sa dostanú do tepelného kontaktu. Tok energie sa bude ponáhľať z jedného tela do druhého a dôjde k procesu prenosu tepla. Predpokladá sa, že telo, ktoré vydáva teplo, má vysoká teplota než teleso, ku ktorému sa rútil tok tepla. Prirodzene, po určitom čase sa tok energie zastaví a nastane tepelná rovnováha. Predpokladá sa, že telesné teploty sa vyrovnávajú a usadzujú niekde v intervale medzi počiatočnými hodnotami teploty. Ukazuje sa teda, že teplota je určitým ukazovateľom tepelnej rovnováhy. Ukazuje sa, že akákoľvek hodnota t, ktorá spĺňa požiadavky:

  1. $t_1>t_2$, ak tepelný tok prechádza z prvého telesa do druhého;
  2. $t"_1=t"_2=t,\ t_1 > t > t_2$, sa môže brať ako teplota, keď sa vytvorí tepelná rovnováha.

Predpokladá sa, že tepelná rovnováha telies sa riadi zákonom prechodu: ak sú dve telesá v rovnováhe s tretím, potom sú v tepelnej rovnováhe navzájom.

Najdôležitejšou črtou vyššie uvedenej definície teploty je jej nejednoznačnosť. Môžeme si vybrať množstvá, ktoré uspokoja požiadavky rôznymi spôsobmi (čo sa odrazí v spôsoboch merania teploty) a skončiť s rozdielnymi teplotnými stupnicami. Teplotné stupnice sú spôsoby rozdelenia teplotných intervalov na časti.

Uveďme si príklady. Ako viete, zariadením na meranie teploty je teplomer. Pozrime sa na dva typy teplomerov rôzne zariadenia. V jednom zohráva úlohu telesnej teploty dĺžka ortuťového stĺpca v kapiláre teplomera, a to v prípade, keď je teplomer v tepelnej rovnováhe s telesom, ktorého teplotu meriame. Dĺžka ortuťového stĺpca spĺňa podmienky 1 a 2, ktoré sú uvedené vyššie a vzťahujú sa na teplotu.

Existuje ďalší spôsob merania teploty: pomocou termočlánku. Termočlánok je elektrický obvod s galvanometrom a dvoma spojmi rôznych kovov (obr. 1). Jeden spoj je umiestnený v médiu s pevnou teplotou, napríklad topiaci sa ľad, druhý v médiu, ktorého teplotu je potrebné určiť. V tomto prípade sa indikátor teploty považuje za emf termočlánku. Tieto dva spôsoby merania teploty neposkytnú rovnaké výsledky. A na prechod z jednej teploty do druhej je potrebné zostrojiť kalibračnú krivku, ktorá stanovuje závislosť emf termočlánku od dĺžky ortuťového stĺpca. Potom sa jednotná stupnica ortuťového teplomera prevedie na nerovnomernú stupnicu termočlánku (alebo naopak). Rovnomerné stupnice ortuťového teplomera a termočlánku tvoria dve úplne odlišné teplotné stupnice, na ktorých bude mať teleso v rovnakom stave rozdielne teploty. Môžete si vziať teplomery rovnakého dizajnu, ale s rôznymi „tepelnými telesami“ (napríklad ortuť a alkohol). Ich teplotné stupnice sa tiež nezhodujú. Graf dĺžky ortuťového stĺpca oproti dĺžke alkoholového stĺpca nebude lineárny.

Z toho vyplýva, že pojem teploty, založený na zákonoch tepelnej rovnováhy, nie je ojedinelý. Táto teplota sa nazýva empirická, závisí od spôsobu merania teploty. Nula empirickej teplotnej stupnice je vždy nastavená ľubovoľne. Podľa definície empirickej teploty má fyzikálny význam iba teplotný rozdiel, teda jeho zmena. Akákoľvek empirická teplotná stupnica sa redukuje na termodynamickú teplotnú stupnicu zavedením korekcií, ktoré zohľadňujú povahu vzťahu medzi termometrickou vlastnosťou a termodynamickou teplotou.

Teplotné stupnice

Na zostavenie teplotnej stupnice sú číselné hodnoty teploty priradené dvom pevným referenčným bodom. Potom rozdeľte teplotný rozdiel medzi referenčnými bodmi na náhodne vybraný počet častí, čím získate jednotku merania teploty. Ako počiatočné hodnoty, ktoré slúžia pri konštrukcii teplotnej stupnice na určenie pôvodu a jeho jednotky - stupňov, sa používajú teploty prechodu chemicky čistých látok z jedného stavu agregácie do druhého, napríklad teplota topenia ľadu $t_0 $ a bod varu vody $t_k$ pri normálnom atmosférickom tlaku ($\cca 10^5Pa).$ Veličiny $t_0\ a\ t_k$ majú rôzny význam:

  • na Celziovej stupnici (stupnica Celzia): teplota varu vody $t_k=100^0C$, teplota topenia ľadu $t_0=0^0C$. Celziova stupnica je stupnica, v ktorej je teplota trojného bodu vody 0,010C pri tlaku 0,06 atm. (Trojný bod vody je určitá teplota a tlak, pri ktorých voda, jej para a ľad môžu súčasne existovať v rovnováhe.);
  • na Fahrenheitovej stupnici, teplota varu vody $t_k=212^0F;$ $t_0$=3$2^0F$ -- teplota topenia ľadu;
  • Vzťah medzi teplotami vyjadrenými v stupňoch Celzia a Fahrenheita je:

    \[\frac(t^0C)(100)=\frac(t^0F-32)(180)\ \ alebo\ t^0F=1,8t^0C+32\ \left(1\right);\ ]

    Nula na tejto stupnici je určená bodom tuhnutia zmesi vody, soli a amoniaku v pomere 1:1:1.

  • na Kelvinovej stupnici: teplota sa meria od absolútnej nuly (t=-273,50C) a nazýva sa termodynamická alebo absolútna teplota. T=0K je stav zodpovedajúci úplná absencia teplotné výkyvy. Teplota varu vody na tejto stupnici je $t_k=373K$, teplota topenia ľadu je $t_0=273K$. Vzťah medzi teplotou Kelvina a teplotou Celzia:
  • \
  • podľa Reaumurovej stupnice je bod varu vody $t_k=80^0R$, bod topenia ľadu $t_0=0^0R.$ Stupnica sa prakticky nepoužíva. Vzťah medzi teplotami vyjadrenými v stupňoch Celzia a stupňoch Réaumur:
  • \

    Reaumurov teplomer používal alkohol.

  • podľa Rankinovej stupnice je bod varu vody $t_k=671,67^(0\ )Ra$, bod topenia ľadu $t_0=(491,67)^0Ra.$ Stupnica začína od absolútnej nuly. Počet stupňov medzi bodmi tuhnutia a varu vody na stupnici Fahrenheita a Rankina je rovnaký a rovná sa 180.
  • Vzťah medzi kelvinmi a stupňom Rankina: 1K=1.$8^(0\)Ra$, stupne Fahrenheita sa prevedú na stupne Rankina pomocou vzorca:

    \[^0Ra=^0F+459,67\left(4\right);\]

V technike a v každodennom živote sa teploty používajú na stupnici Celzia. Jednotka tejto stupnice sa nazýva stupeň Celzia ($^0C).\ $ Vo fyzike používajú termodynamickú teplotu, ktorá je nielen výhodnejšia, ale má aj hlboký fyzikálny význam, pretože ju určuje priemerná kinetická energia molekuly. Jednotka termodynamickej teploty, stupeň kelvin (do roku 1968), alebo teraz jednoducho kelvin (K), je jednou zo základných jednotiek v SI. Teplota T=0K sa nazýva teplota absolútnej nuly. Moderná termometria je založená na stupnici ideálny plyn, kde sa ako teplomerná veličina používa tlak. Stupnica plynového teplomera je absolútna (T=0, p=0). Pri riešení problémov budete musieť najčastejšie používať túto teplotnú stupnicu.

Teplota sa tiež nazýva fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje stupeň zahriatia telesa, ale to nestačí na pochopenie významu a významu pojmu teplota. V tejto fráze je len nahradenie jedného výrazu iným a nie zrozumiteľnejšie. Fyzikálne pojmy sú zvyčajne spojené s niektorými základnými zákonmi a nadobúdajú význam iba v spojení s týmito zákonmi. Pojem teplota je spojený s pojmom tepelnej rovnováhy, a teda so zákonom makroskopickej ireverzibilnosti.

Zmena teploty

V stave termodynamickej rovnováhy majú všetky telesá tvoriace systém rovnakú teplotu. Teplotu možno merať len nepriamo, na základe teplotnej závislosti takých fyzikálnych vlastností telies, ktoré je možné merať priamo. Látky (telesá), ktoré sa na to používajú, sa nazývajú termometrické.

Dve tepelne izolované telesá nech sa dostanú do tepelného kontaktu. Tok energie sa bude ponáhľať z jedného tela do druhého a dôjde k procesu prenosu tepla. V tomto prípade sa predpokladá, že teleso, ktoré teplo vydáva, má vyššiu teplotu ako teleso, do ktorého sa tok tepla ponáhľa. Prirodzene, po určitom čase sa tok energie zastaví a nastane tepelná rovnováha. Predpokladá sa, že telesné teploty sa vyrovnávajú a usadzujú niekde v intervale medzi počiatočnými hodnotami teploty. Ukazuje sa teda, že teplota je určitým ukazovateľom tepelnej rovnováhy. Ukazuje sa, že akákoľvek hodnota t, ktorá spĺňa požiadavky:

  1. $t_1>t_2$, ak tepelný tok prechádza z prvého telesa do druhého;
  2. $t"_1=t"_2=t,\ t_1 > t > t_2$, sa môže brať ako teplota, keď sa vytvorí tepelná rovnováha.

Predpokladá sa, že tepelná rovnováha telies sa riadi zákonom prechodu: ak sú dve telesá v rovnováhe s tretím, potom sú v tepelnej rovnováhe navzájom.

Najdôležitejšou črtou vyššie uvedenej definície teploty je jej nejednoznačnosť. Môžeme si vybrať množstvá, ktoré uspokoja požiadavky rôznymi spôsobmi (čo sa odrazí v spôsoboch merania teploty) a skončiť s rozdielnymi teplotnými stupnicami. Teplotné stupnice sú spôsoby rozdelenia teplotných intervalov na časti.

Uveďme si príklady. Ako viete, zariadením na meranie teploty je teplomer. Uvažujme dva typy teplomerov rôznych zariadení. V jednom zohráva úlohu telesnej teploty dĺžka ortuťového stĺpca v kapiláre teplomera, a to v prípade, keď je teplomer v tepelnej rovnováhe s telesom, ktorého teplotu meriame. Dĺžka ortuťového stĺpca spĺňa podmienky 1 a 2, ktoré sú uvedené vyššie a vzťahujú sa na teplotu.

Existuje ďalší spôsob merania teploty: pomocou termočlánku. Termočlánok je elektrický obvod s galvanometrom a dvoma spojmi rôznych kovov (obr. 1). Jeden spoj je umiestnený v médiu s pevnou teplotou, napríklad topiaci sa ľad, druhý v médiu, ktorého teplotu je potrebné určiť. V tomto prípade sa indikátor teploty považuje za emf termočlánku. Tieto dva spôsoby merania teploty neposkytnú rovnaké výsledky. A na prechod z jednej teploty do druhej je potrebné zostrojiť kalibračnú krivku, ktorá stanovuje závislosť emf termočlánku od dĺžky ortuťového stĺpca. Potom sa jednotná stupnica ortuťového teplomera prevedie na nerovnomernú stupnicu termočlánku (alebo naopak). Jednotné stupnice ortuťového teplomera a termočlánku tvoria dve úplne odlišné teplotné stupnice, na ktorých bude mať teleso v rovnakom stave rozdielne teploty. Môžete si vziať teplomery rovnakého dizajnu, ale s rôznymi „tepelnými telesami“ (napríklad ortuť a alkohol). Ich teplotné stupnice sa tiež nezhodujú. Graf dĺžky ortuťového stĺpca oproti dĺžke alkoholového stĺpca nebude lineárny.

Z toho vyplýva, že pojem teploty, založený na zákonoch tepelnej rovnováhy, nie je ojedinelý. Táto teplota sa nazýva empirická, závisí od spôsobu merania teploty. Nula empirickej teplotnej stupnice je vždy nastavená ľubovoľne. Podľa definície empirickej teploty má fyzikálny význam iba teplotný rozdiel, teda jeho zmena. Akákoľvek empirická teplotná stupnica sa redukuje na termodynamickú teplotnú stupnicu zavedením korekcií, ktoré zohľadňujú povahu vzťahu medzi termometrickou vlastnosťou a termodynamickou teplotou.

Teplotné stupnice

Na zostavenie teplotnej stupnice sú číselné hodnoty teploty priradené dvom pevným referenčným bodom. Potom rozdeľte teplotný rozdiel medzi referenčnými bodmi na náhodne vybraný počet častí, čím získate jednotku merania teploty. Ako počiatočné hodnoty, ktoré slúžia pri konštrukcii teplotnej stupnice na určenie pôvodu a jeho jednotky - stupňov, sa používajú teploty prechodu chemicky čistých látok z jedného stavu agregácie do druhého, napríklad teplota topenia ľadu $t_0 $ a bod varu vody $t_k$ pri normálnom atmosférickom tlaku ($\cca 10^5Pa).$ Veličiny $t_0\ a\ t_k$ majú rôzny význam:

  • na Celziovej stupnici (stupnica Celzia): teplota varu vody $t_k=100^0C$, teplota topenia ľadu $t_0=0^0C$. Celziova stupnica je stupnica, v ktorej je teplota trojného bodu vody 0,010C pri tlaku 0,06 atm. (Trojný bod vody je určitá teplota a tlak, pri ktorých voda, jej para a ľad môžu súčasne existovať v rovnováhe.);
  • na Fahrenheitovej stupnici, teplota varu vody $t_k=212^0F;$ $t_0$=3$2^0F$ -- teplota topenia ľadu;
  • Vzťah medzi teplotami vyjadrenými v stupňoch Celzia a Fahrenheita je:

    \[\frac(t^0C)(100)=\frac(t^0F-32)(180)\ \ alebo\ t^0F=1,8t^0C+32\ \left(1\right);\ ]

    Nula na tejto stupnici je určená bodom tuhnutia zmesi vody, soli a amoniaku v pomere 1:1:1.

  • na Kelvinovej stupnici: teplota sa meria od absolútnej nuly (t=-273,50C) a nazýva sa termodynamická alebo absolútna teplota. T=0K je stav zodpovedajúci úplnej absencii tepelných výkyvov. Teplota varu vody na tejto stupnici je $t_k=373K$, teplota topenia ľadu je $t_0=273K$. Vzťah medzi teplotou Kelvina a teplotou Celzia:
  • \
  • podľa Reaumurovej stupnice je bod varu vody $t_k=80^0R$, bod topenia ľadu $t_0=0^0R.$ Stupnica sa prakticky nepoužíva. Vzťah medzi teplotami vyjadrenými v stupňoch Celzia a stupňoch Réaumur:
  • \

    Reaumurov teplomer používal alkohol.

  • podľa Rankinovej stupnice je bod varu vody $t_k=671,67^(0\ )Ra$, bod topenia ľadu $t_0=(491,67)^0Ra.$ Stupnica začína od absolútnej nuly. Počet stupňov medzi bodmi tuhnutia a varu vody na stupnici Fahrenheita a Rankina je rovnaký a rovná sa 180.
  • Vzťah medzi kelvinmi a stupňom Rankina: 1K=1.$8^(0\)Ra$, stupne Fahrenheita sa prevedú na stupne Rankina pomocou vzorca:

    \[^0Ra=^0F+459,67\left(4\right);\]

V technike a v každodennom živote sa teploty používajú na stupnici Celzia. Jednotka tejto stupnice sa nazýva stupeň Celzia ($^0C).\ $ Vo fyzike používajú termodynamickú teplotu, ktorá je nielen výhodnejšia, ale má aj hlboký fyzikálny význam, pretože ju určuje priemerná kinetická energia molekuly. Jednotka termodynamickej teploty, stupeň kelvin (do roku 1968), alebo teraz jednoducho kelvin (K), je jednou zo základných jednotiek v SI. Teplota T=0K sa nazýva teplota absolútnej nuly. Moderná termometria je založená na stupnici ideálneho plynu, kde sa ako teplomerná veličina používa tlak. Stupnica plynového teplomera je absolútna (T=0, p=0). Pri riešení problémov budete musieť najčastejšie používať túto teplotnú stupnicu.



Súvisiace články: