Единицы измерения температуры – Карта знаний

Термин “градус” используется для обозначения нескольких температурных шкал. Обычно символ ° предшествует первой букве названия шкалы, например: “°C” для шкалы Цельсия. Градус можно определить как совокупность изменений температуры, измеренных по определенной шкале, например, один градус Цельсия – это одна сотая часть изменения температуры между точкой плавления льда и точкой кипения воды.

Единицы измерения температуры

  • Существует несколько различных единиц измерения температуры. Они делятся на относительные (градусы Цельсия, градусы Фаренгейта…) и абсолютные (Кельвина, Ренкина…).

Наиболее известными являются следующие:

* Цельсий (°C)

* Фаренгейт (°F)

* Реометр (°Ré, °Re, °R)

* градус Рёмера (°Rø)

* градус Рэнкина (°Ra)

* градус Делиля (°D или °D)

* градус Дальтона (°Da)

* градусы Ньютона (°N)

* Лейденские градусы (°L или ÐL)

Связанные термины

Термин “градус” используется в нескольких температурных шкалах. Обычно используемый символ ° предшествует начальной букве названия шкалы, напр: “°C” для шкалы Цельсия. Градус можно определить как совокупность изменений температуры, измеренных по определенной шкале, например, один градус Цельсия – это одна сотая часть изменения температуры между точкой плавления льда и точкой кипения воды.

Для большинства пронумерованных астероидов известно лишь несколько физических параметров. Лишь несколько сотен астероидов имеют собственную страницу в Википедии, на которой указаны название, обстоятельства открытия, таблица орбитальных элементов и прогнозируемые физические свойства.

Антиферромагнетик – это вещество, в котором установлен антиферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов. В антиферромагнетиках спиновые магнитные моменты электронов спонтанно ориентированы антипараллельно друг другу. В этой ориентации участвуют пары соседних атомов. В результате антиферромагниты имеют очень низкую магнитную восприимчивость и ведут себя как слабые парамагнетики.

В настоящее время шкала Фаренгейта определяется как 1 градус (1 °F), что составляет 1/180 разницы температур между кипящей водой и тающим льдом при атмосферном давлении. Температура плавления льда составляет +32 °F. Температура по Фаренгейту связана с температурой по Цельсию (t °F) соотношением t °F = 5/9 (t °F – 32), т.е. изменение на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °F. Изобретен Г. Фаренгейтом в 1724 году.

Различные температурные шкалы

Слово “температура” возникло, когда люди поверили, что более горячие тела содержат больше особого вещества – тепла – чем менее нагретые. Поэтому температура рассматривалась как сила смеси вещества тела и термоэлемента. По этой причине единицы измерения крепости алкогольных напитков и температуры называются одинаково: градусы.

Из того, что температура – это кинетическая энергия молекул, следует, что наиболее естественно измерять ее в единицах энергии (например, в джоулях в системе СИ). Однако измерение температуры началось задолго до появления молекулярно-кинетической теории, поэтому практические весы измеряют температуру в условных единицах – градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике мы используем шкалу Кельвина, в которой температура измеряется от абсолютного нуля (состояние, соответствующее самой низкой теоретически возможной внутренней энергии тела), а один Кельвин равен 1/273,16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояние, в котором лед, вода и водяной пар находятся в равновесии). Константа Больцмана используется для преобразования кельвинов в единицы энергии. Также используются производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В повседневном обиходе используется шкала Цельсия, где 0 – точка замерзания воды, а 100° – точка кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку точки замерзания и кипения воды не имеют четкого определения, шкала Цельсия теперь основана на шкале Кельвина: Цельсий равен Кельвину, а абсолютный ноль равен -273,15 °C. Шкала Цельсия практична, потому что вода очень распространена на нашей планете, и наша жизнь зависит от нее. Ноль градусов Цельсия – это особая точка для метеорологии, потому что замерзание атмосферной воды существенно все меняет.

Шкала Фаренгейта.

В Англии и особенно в США используется шкала Фаренгейта. По шкале Фаренгейта температура между самой холодной зимой в городе, где жил Фаренгейт, и температурой человеческого тела кратна 100 градусам. Ноль градусов Цельсия равен 32 градусам Фаренгейта, а Фаренгейт равен 5/9 градуса Цельсия.

Современное определение шкалы Фаренгейта таково: это температурная шкала, в которой 1 градус (1 °F) равен 1/180 разницы температур между кипящей водой и тающим льдом при атмосферном давлении, а точка плавления льда составляет +32 °F. Температура по Фаренгейту связана с температурой по Цельсию (t °F) соотношением t °F = 5/9 (t °F – 32), т.е. изменение на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °F. Изобретен Г. Фаренгейтом в 1724 году.

Реомюрная шкала

Изобретен в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретенный им спиртовой термометр.

Она называется шкалой Реомюра (°R), в которой 1 °R равен 1/80 разницы температур между точками отсчета, которыми являются тающий лед (0 °R) и кипящая вода (80 °R).

В настоящее время весы вышли из употребления, дольше всего они сохранились во Франции, на родине автора.

А это общая сравнительная таблица наиболее известных и широко используемых температурных шкал:

Калькулятор пересчета температуры и формулы

Пересчет значений температуры из одной шкалы в другую осуществляется при строгом соблюдении определенных формул. Важно использовать строгие соотношения, чтобы не допустить ошибок.

Формулы, которые используются для преобразования значений температуры, специфичны:

(Фаренгейт – 32): 1,8 = Цельсий

(°C) x 1,8+32 = Фаренгейт.

  1. Чтобы перевести °F в °C: (50 °F – 32): 1,8 = 10 °C.
  2. Обратное преобразование: 10 °C x 1,8+32 = 50 °F.

А это общая сравнительная таблица наиболее известных и часто используемых температурных шкал:

Однако это не единственный способ сравнения температурных шкал, используемых в настоящее время в различных отраслях и сферах применения. Коэффициенты степени для различных методов расчета, в порядке от 1 до 35, следующие:

ЦельсияКельвинРевморФаренгейт
12740,833,8
22751,635,6
32762,437,4
42773,239,2
5278441
62794,842,8
72805,644,6
82816,446,4
92827,248,2
10283850
112848,851,8
122859,653,6
1328610,455,4
1428711,257,2
152881259
1628912,860,8
1729013,662,6
1829114,464,4
1929215,266,2
202931668
2129416,869,8
2229517,671,6
2329618,473,4
2429719,275,2
252982077
2629920,878,8
2730021,680,6
2830122,482,4
2930223,286
303032487,8
3130424,889,6
3230525,691,4
3330626,493,2
3430727,295
353082896,8

Даже из этой краткой таблицы видно, что существует закономерность в возрастании единиц, обозначающих значения температуры на шкале. Например, относительно градусов Цельсия Кельвин увеличивается на 1 пункт, Реомюр – на 0,8 единиц, Фаренгейт – ровно на 1,8 единиц.

поле с растениями

Прогнозная информация предоставляется Российской метеорологической службой.

Факты о погоде

Интернет-издание СМИ “Метеопрогнозный центр” – Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ ФС 77-78399 от 08.06.2020, зарегистрированное в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Вся информация на сайте meteo-tv.ru, включая статьи, тексты, фотографии, иллюстрации, дизайн сайта, является авторской и защищена в соответствии с российским законодательством об авторском праве. При использовании материала ссылка обязательна (в Интернете – гипертекст). Основатель СМИ: ООО “АВМ Брэнд”, главный редактор – А.В. Митрошенков, e-mail: [email protected], тел. редакции: +7 (968) 993-17-11

Информация о погоде предоставляется Гидрометцентром России.

На нашем сайте всегда есть самый точный прогноз погоды для разных уголков нашей планеты (более 13 000 населенных пунктов). Прогноз основан на результатах численных расчетов с использованием гидродинамических моделей и методов интерполяции, разработанных нашими метеорологами. Данные прогноза погоды носят рекомендательный характер и не могут быть использованы в коммерческих целях. Вероятность того, что прогноз погоды окажется верным в первый день, составляет более 95%, вероятность для более длительных периодов немного ниже. Прогнозы погоды даются на срок до 2 недель вперед. Данные прогноза обновляются 4 раза в день. Новости и анализ погоды обновляются по мере поступления информации. Среди наших информационных партнеров – Гидрометцентр России, НИЦ “Планета”, Мосэкомониторинг, Центральная аэрологическая обсерватория, Институт земного магнетизма РАН, информационное агентство APTN и другие. На нашем сайте вы также найдете продукцию TMK-System TV, информацию о наших ведущих и контактную информацию.

Явление термодинамического равновесия тел, составляющих систему, означает, что эти тела имеют одинаковую температуру. Температуру можно измерить только косвенно, учитывая температурную зависимость таких физических свойств тел, которые можно измерить непосредственно.

Изменение температуры

Термодинамическое равновесие тел в системе означает, что эти тела имеют одинаковую температуру. Температура может быть измерена только косвенно, на основе температурной зависимости таких физических свойств тел, которые могут быть измерены непосредственно.

Вещества или тела, используемые для получения значения температуры, называются термометрический.

Предположим, что два изолированных тела находятся в тепловом контакте. Одно тело передаст поток энергии другому: начинается процесс теплообмена. Тело, отдающее тепло, имеет соответственно более высокую температуру, чем тело, “принимающее” тепловой поток. Конечно, через определенное время процесс теплопередачи прекратится и наступит тепловое равновесие: предполагается, что температуры тел уравновешиваются относительно друг друга, их значения будут находиться где-то между начальными значениями температур. Таким образом, температура служит определенным детерминантом теплового равновесия. Оказывается, что любое значение t , удовлетворяющее условию:

  1. t 1 > t 2 , когда происходит обмен теплом от первого тела ко второму;
  2. t 1 ‘ = t 2 ‘ = t , t 1 > t > t 2 , можно принять за температуру, при которой устанавливается тепловое равновесие.

Отметим также, что тепловое равновесие тел подчиняется закону транзитивности.

Закон транзитивностиКогда два тела находятся в равновесии с третьим, они находятся в тепловом равновесии друг с другом.

Важной особенностью этого определения температуры является его неоднозначность. Выбирая различные значения для удовлетворения требований (что повлияет на способ измерения температуры), можно получить расходящиеся температурные шкалы.

Температурная шкала – это метод разделения температурного диапазона на части.

Общеизвестным прибором для измерения температуры является термометр. Мы рассмотрим термометры от различных устройств. Первый представлен столбиком ртути в капилляре термометра, и значение температуры здесь определяется длиной этого столбика, удовлетворяющего условиям 1 и 2 выше.

И еще один способ измерения температуры: с помощью термопары – электрической цепи с гальванометром и двумя спаями из разнородных металлов (рис. 1 ).

Изменение температуры

Один спай находится в среде с фиксированной температурой (в нашем примере – тающий лед), а другой – в среде, температуру которой необходимо определить. Здесь температура указывается ЭДС термопары.

Приведенные выше методы измерения температуры не дают одинаковых результатов. А чтобы перейти от одной температуры к другой, необходимо построить градуировочную кривую, устанавливающую зависимость ЭДС термопары от длины ртутного столба. В этом случае равномерная шкала ртутного термометра преобразуется в неравномерную шкалу термопары (или наоборот). Единые температурные шкалы ртутного термометра и термопары создают две совершенно разные температурные шкалы, на которых тело в одном и том же состоянии будет иметь разную температуру. Или рассмотрим термометры одинаковой конструкции, но с разными “тепловыми телами” (например, ртуть и спирт): в этом случае мы также не будем наблюдать сближения температурных шкал. График зависимости длины ртутной колонки от длины спиртовой колонки не будет линейным.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что понятие температуры, основанное на законах теплового равновесия, неоднозначно. Такая температура является эмпирической, в зависимости от того, как она измеряется. За “ноль” эмпирической температурной шкалы принимается любая точка. Согласно определению эмпирической температуры, физический смысл имеет только разность температур или изменение температуры. Каждая эмпирическая температурная шкала преобразуется в термодинамическую температурную шкалу с помощью поправок, учитывающих характер связи между термометрическим свойством и термодинамической температурой.

T = (t + 273) K или t = (T – 273) ºC,

Шкала Кельвина

В 1848 году английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) сумел сконструировать так называемый шкала абсолютной температуры (теперь называется термодинамическая температурная шкала или Шкала Кельвина), который не зависит ни от природы термометрического тела, ни от выбранного термометрического параметра.

    Можно провести следующий эксперимент. Возьмите сосуды с различными газами. Заранее определите их объемы, массы и рассчитайте количество молекул по формуле (

N = ∆frac ), а затем поместить сосуд в тающий лед. После достижения теплового равновесия, чтобы определить давление p и рассчитать соотношение (

Frac

). Опыт показывает, что это одинаково для всех газов Затем сосуд помещают в кипящую воду. Снова определяется соотношение для всех газов, но большее, т.е.

Т. Введя коэффициент пропорциональности kможно записать так [

Предельная температура, при которой давление идеального газа падает до нуля при постоянном объеме, или объем идеального газа стремится к нулю (т.е. газ должен сжаться в “точку”) при неизменном давлении, называется абсолютный ноль..

Это самая низкая температура в природе.

Шкала абсолютной температуры – Температурная шкала, основанная на абсолютном нуле. Температура обозначается здесь через T, измеряется в Кельвинах (К). В качестве единицы измерения на шкале используется один градус Цельсия, т.е. изменение на один Кельвин (1 К) равно изменению на один градус Цельсия.

T = (t + 273) K или t = (T – 273) ºC,

где T – абсолютная термодинамическая температура (K) t – это температура в градусах Цельсия (ºC).

  • Точнее T = (t + 273,15) K или t = (T – 273,15) ºC.

 

Читайте далее:
Сохранить статью?