Zaloguj się
Wszystkie
1 sierpnia 2024
154
Terminy wprowadzające
Czym jest temperatura? W 1857 roku niemiecki fizyk Clausius ustalił, że temperatura to nic innego jak średnia energia kinetyczna podstawowych cząstek, które tworzą całą materię. Im szybciej te cząstki poruszają się lub drgają, tym wyższa jest ich temperatura. Dzięki tej definicji temperatury staje się również jasne, że ciepło może przepływać tylko z obiektu o wyższej temperaturze do obiektu o niższej temperaturze. Gorąca woda zmieszana z zimną wodą daje letnią wodę. Szybkie cząsteczki gorącej wody zderzają się z powolnymi cząsteczkami zimnej wody. Po wystarczającej liczbie zderzeń dochodzi do równowagi, w której wszystkie cząsteczki wody mają średnią prędkość gdzieś pomiędzy prędkością gorących cząsteczek a prędkością zimnych cząsteczek.
Gdy obiekt ochładza się, a tym samym osiąga niższą temperaturę, cząsteczki tej substancji zaczynają poruszać się coraz wolniej. Może to trwać aż do całkowitego zatrzymania cząsteczek. Temperatura, w której występuje to zjawisko, nazywana jest „zerem absolutnym” lub „zerem bezwzględnym”. Temperatura zera bezwzględnego wynosi -273,15°C. Zakłada się, że jest to najniższa temperatura, jaka może istnieć w naszym wszechświecie. Zakłada się jednak, że nie istnieje absolutnie najwyższa temperatura. Udało się obliczyć, że temperatura naszego bardzo młodego wszechświata, ułamek sekundy po wielkim wybuchu, musiała wynosić nie mniej niż 1028 stopni Celsjusza. Obecnie średnia temperatura w naszym wszechświecie, zwana „promieniowaniem tła”, wynosi około -270°C, czyli trzy stopnie powyżej zera absolutnego.
Skale temperatury. Skala temperatury to metoda wyrażania temperatury obiektu za pomocą liczby, dzięki czemu można ją porównać z temperaturą innych obiektów. Opracowano różne skale, które są przydatne do różnych zastosowań. W codziennej praktyce ludzie w niemal wszystkich krajach używają skali Celsjusza i wyrażają temperaturę w stopniach Celsjusza. Skala ta charakteryzuje się dwoma punktami odniesienia:
- temperatura zamarzania czystej wody: 0°C,
- temperatura wrzenia czystej wody: +100°C.
Skala ta nie jest jednak jedyną istniejącą, a podczas omawiania czujników temperatury często używane są inne skale. Krótki przegląd stosowanych skal temperatury.
Skala Kelvina. Skala ta została zaproponowana w 1848 roku przez Williama Thomsona, pierwszego barona Kelvina. Jest to jedyna zaakceptowana naukowa skala temperatury, której główną cechą jest to, że punkt zerowy znajduje się w zerze bezwzględnym, więc 0 K odpowiada -273,15°C, a zmiana różnicy temperatur o 1 K jest taka sama jak zmiana różnicy temperatur o 1°C. W odniesieniu do przesunięcia zera dla obu tych skal, 1 K=-272,15°C, a 1°C=274,15 K.
Wzory konwersji są następujące:
K=°C+273,15
°C=K-273,15
Skala Fahrenheita. Skala ta jest oficjalnie używana tylko w USA, Liberii i na Kajmanach. Wedle tej skali woda zamarza w temperaturze +32°F, a wrze w temperaturze +212°F, wartość zera absolutnego to –459,67°F. Zaproponowana w 1724 roku przez Gabriela Fahrenheita, polsko-niemieckiego fizyka mieszkającego w Zjednoczonych Niderlandach.
Wzory konwersji są następujące:
°F=9/5°C+32
°C=5/9(°F-32)
Skala Réaumura. Skala opracowana przez Francuza René-Antoine Ferchault de Réaumur w 1731 roku. Temperatura zamarzania wody wynosi 0°Ré, a temperatura wrzenia wody przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym wynosi 80°Ré.
Konwersja:
°Ré=0,8°C
°C=1,25°Ré
Graficzna zależność między różnymi skalami. Na poniższym rysunku w wygodny sposób przedstawiliśmy zależność między trzema omawianymi skalami a znaną Ci skalą Celsjusza.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
