بالتفصيل

ميزان الحرارة - قليلا من التاريخ


كمسألة فضول ، انظر كيف جاءت هذه المقاييس الثلاثة الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا.

مقياس كلفن

لقد رأينا بالفعل أن درجة الحرارة هي كمية تقيس مستوى تحريض الجزيئات في الجسم. كلما زاد التحريض ، ارتفعت درجة الحرارة ، وانخفض التحريض ، انخفضت درجة الحرارة.

إذن ، ما الذي سيكون من المنطقي التفكير في درجة الحرارة عندما لا تكون جزيئات أي جسم مثار؟

نعم ، يجب أن تكون درجة الحرارة صفر. إذا لم يكن هناك تحريض ، فلا توجد درجة حرارة أيضًا. تُعرف حالة الغضب هذه بالصفر المطلق ، ولا يمكن تحقيقها تجريبياً ، على الرغم من أنها يمكن أن تكون قريبة جدًا منه.

يأخذ مقياس كيلفن نقطة الصفر (0 ك) عند الصفر المطلق ، أي النقطة التي يحدث فيها هذا الغياب التام لاهتزاز الجزيئات.

على هذا النطاق أشكال الجليد ل 273K والماء يغلي 373K (عند مستوى سطح البحر).

يستخدم هذا المقياس على نطاق واسع في البيئة العلمية ، لأنه ينتمي إلى النظام الدولي (IS).

مقياس فهرنهايت

تم إنشاء هذا المقياس بواسطة مخترع ميزان الحرارة الزئبقي ، دانييل غابرييل فهرنهايت ، حوالي عام 1714. ولهذا فقد اختار نقطتي انطلاق ، تسمى حاليًا نقاط ثابتة. في البداية وضع ميزان الحرارة الخاص به في خليط من الماء والجليد وملح الأمونيوم. كان الزئبق ثابتًا في وضع معين ، والذي وضع علامة عليه ودعا صفر. ثم وضع هذا ميزان الحرارة نفسه لتحديد النقطة الثانية ، درجة حرارة الجسم البشري. عندما توقف الزئبق مرة أخرى في موضع معين ، قام بتمييزه ووصفه بـ 100. ثم كان تقسيم المسافة بين صفر و 100 إلى مائة جزء متساوي. تم إنشاء مقياس فهرنهايت.

بعد ذلك ، عندما وضع فهرنهايت ميزان الحرارة المتدرج في مزيج من الماء والجليد ، حصل على قيمة 32ºF، وعندما وضعت في الماء المغلي حصلت على قيمة 212 ° F. لذلك ، على مقياس فهرنهايت ، يتحول الماء إلى جليد عند 32 درجة فهرنهايت ويغلي عند 212 درجة فهرنهايت.

يستخدم هذا المقياس بشكل شائع في البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية ، باستثناء إنجلترا ، التي اعتمدت بالفعل درجة مئوية.

تم إنشاء مقياس درجة مئوية من قبل أندرس سيسي ، وهو عالم فلكي سويدي ، في عام 1742. واختار كنقاط ثابتة ، والتي سوف يعتمد عليها مقياسه ، ونقاط ذوبان الجليد (عندما يصبح الجليد ماء) ونقاط غليان الماء (عندما الماء يغلي). لقد وضع مقياس حرارة داخل خليط من الماء والجليد ، في حالة توازن حراري ، وكان الموضع الذي استقر فيه الزئبق يمثل نقطة الصفر. ثم وضع مقياس الحرارة في الماء المغلي وحيث استقر الزئبق علامة 100. تم إنشاء مقياس مئوية. كانت مزاياه أنه يمكن استنساخه في أي ركن من أركان الكوكب ، بعد كل شيء ، عند مستوى سطح البحر ، يتحول الماء دائمًا إلى جليد ويغلي عند نفس النقطة ، والآن أيضًا عند نفس درجة الحرارة.

مقياس مئوية هو الأكثر شيوعا من جميع المقاييس الحرارية.

العلاقة بين المقاييس الحرارية

كما ترون ، تم تعريف كل من المقاييس الثلاثة بشكل مختلف. انظر أعلاه لمعرفة العلاقة بينهما مع مراعاة نقطة غليان الماء وذوبان الجليد. لاحظ أن هذه النقاط تتغير اعتمادًا على المقياس المعتمد. إذا سألتني ما درجة حرارة ذوبان الجليد التي يمكن أن تعطيك ثلاث إجابات: 0 ° C, 32ºF أو 273K. جميعها تمثل نفس درجة الحرارة. سيكون أكثر أو أقل إذا قال أحدهم إنه سار على بعد مترين بينما قال آخر إنه سار 200 سم. على الرغم من اختلاف الأرقام ، إلا أن المسافة هي نفسها في كلتا الحالتين.

الآن قد تسأل نفسك:

"كيف يمكنني تحويل مقياس إلى آخر؟ "إذا أخبرني أحدهم أن درجة الحرارة في نيويورك تبلغ 59 درجة فهرنهايت ، فكيف أعرف حقًا ما إذا كان الجو حارًا أو باردًا ، حيث اعتدت على مقياس آخر ، درجة مئوية؟

هناك معادلة يمكن استخدامها لإجراء هذه التحويلات. معها يمكننا تحويل ° F في ºC, K و ºC في ° F أو K، والتحولات الأخرى التي نريدها.

انظر المعادلة أدناه:

فيديو: ميزان حرارة رقمي يقيس من 50 تحت الصفر وحتى 110 درجة مئوية وذو استخدامات متعددة (سبتمبر 2020).