Ekzistojnë disa njësi të ndryshme për matjen e temperaturës.

Më të famshmet janë këto:

Gradë Celsius - përdoret në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI) së bashku me Kelvin.

Shkalla Celsius është emëruar sipas shkencëtarit suedez Anders Celsius, i cili propozoi një shkallë të re për matjen e temperaturës në 1742.

Përkufizimi origjinal i gradëve Celsius varej nga përkufizimi i presionit standard atmosferik, sepse si pika e vlimit të ujit ashtu edhe pika e shkrirjes së akullit varen nga presioni. Kjo nuk është shumë e përshtatshme për standardizimin e njësisë matëse. Prandaj, pas miratimit të Kelvin K si njësi bazë e temperaturës, përkufizimi i shkallës Celsius u rishikua.

Sipas përkufizimit modern, një gradë Celsius është e barabartë me një kelvin K, dhe zeroja e shkallës Celsius është vendosur në mënyrë që temperatura e pikës së trefishtë të ujit të jetë 0,01 °C. Si rezultat, shkallët e Celsius dhe Kelvin janë zhvendosur me 273.15:

Në vitin 1665, fizikani holandez Christiaan Huygens, së bashku me fizikanin anglez Robert Hooke, propozuan për herë të parë përdorimin e pikave të shkrirjes së akullit dhe ujit të vluar si pika referimi në shkallën e temperaturës.

Në 1742, astronomi, gjeologu dhe meteorologu suedez Anders Celsius (1701-1744) zhvilloi një shkallë të re të temperaturës bazuar në këtë ide. Fillimisht, 0° (zero) ishte pika e vlimit të ujit dhe 100° ishte pika e ngrirjes së ujit (pika e shkrirjes së akullit). Më vonë, pas vdekjes së Celsius, bashkëkohësit dhe bashkatdhetarët e tij, botanisti Carl Linnaeus dhe astronomi Morten Stremer, e përdorën këtë shkallë të përmbysur (ata filluan të marrin temperaturën e shkrirjes së akullit si 0°, dhe vlimin e ujit si 100°). Kjo është forma në të cilën peshorja përdoret edhe sot e kësaj dite.

Sipas disa burimeve, vetë Celsius e ktheu peshoren e tij me kokë poshtë me këshillën e Stremer. Sipas burimeve të tjera, peshore u kthye nga Carl Linnaeus në 1745. Dhe sipas të tretës, shkalla u kthye përmbys nga pasardhësi i Celsius Morten Stremer, dhe në shekullin e 18-të një termometër i tillë u shpërnda gjerësisht me emrin "Termometer suedez", dhe në vetë Suedi - me emrin Stremer, por Kimisti i famshëm suedez Jons Jacob Berzelius në veprën e tij "Manual of Chemistry" "e emërtoi shkallën "Celsius" dhe që atëherë shkalla e gradës filloi të mbante emrin e Anders Celsius.

Diplomë Fahrenheit.

Emërtuar pas shkencëtarit gjerman Gabriel Fahrenheit, i cili propozoi një shkallë për matjen e temperaturës në 1724.

Në shkallën Fahrenheit, pika e shkrirjes së akullit është +32 °F dhe pika e vlimit të ujit është +212 °F (në presion normal atmosferik). Për më tepër, një gradë Fahrenheit është e barabartë me 1/180 të diferencës midis këtyre temperaturave. Gama prej 0...+100 °F Fahrenheit korrespondon afërsisht me diapazonin -18...+38 °C Celsius. Zero në këtë shkallë përcaktohet nga pika e ngrirjes së një përzierjeje uji, kripe dhe amoniaku (1:1:1), dhe 96 °F është temperatura normale e trupit të njeriut.

Kelvin (para 1968 gradë Kelvin) është një njësi e temperaturës termodinamike në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI), një nga shtatë njësitë bazë SI. Propozuar në 1848. 1 kelvin është e barabartë me 1/273.16 të temperaturës termodinamike të pikës së trefishtë të ujit. Fillimi i shkallës (0 K) përkon me zeron absolute.

Shndërrimi në gradë Celsius: °C = K−273,15 (temperatura e pikës së trefishtë të ujit - 0,01 °C).

Njësia mban emrin e fizikanit anglez William Thomson, të cilit iu dha titulli Lord Kelvin i Larg të Ayrshire. Nga ana tjetër, ky titull vjen nga lumi Kelvin, i cili rrjedh nëpër territorin e universitetit në Glasgow.

Diplomë Reaumur - një njësi e temperaturës në të cilën pikat e ngrirjes dhe të vlimit të ujit merren respektivisht 0 dhe 80 gradë. Propozuar në 1730 nga R. A. Reaumur. Shkalla Reaumur praktikisht ka dalë jashtë përdorimit.

Diplomë Roemer - një njësi temperaturë e papërdorur aktualisht.

Shkalla e temperaturës Römer u krijua në 1701 nga astronomi danez Ole Christensen Römer. Ai u bë prototipi i shkallës Fahrenheit, i cili vizitoi Roemer në 1708.

Zero gradë është pika e ngrirjes së ujit të kripur. Pika e dytë e referencës është temperatura e trupit të njeriut (30 gradë sipas matjeve të Roemer-it, domethënë 42 °C). Atëherë pika e ngrirjes së ujit të freskët është 7,5 gradë (shkalla 1/8), dhe pika e vlimit të ujit është 60 gradë. Kështu, shkalla Roemer është 60 gradë. Kjo zgjedhje duket se shpjegohet me faktin se Roemer është kryesisht një astronom, dhe numri 60 ka qenë gur themeli i astronomisë që nga Babilonia.

Shkalla e renditjes - një njësi e temperaturës në shkallën absolute të temperaturës, e quajtur pas fizikanit skocez William Rankin (1820-1872). Përdoret në vendet anglishtfolëse për llogaritjet termodinamike inxhinierike.

Shkalla Rankine fillon në zero absolute, pika e ngrirjes së ujit është 491,67°Ra, pika e vlimit të ujit është 671,67°Ra. Numri i gradëve ndërmjet pikave të ngrirjes dhe vlimit të ujit në shkallët Fahrenheit dhe Rankine është i njëjtë dhe i barabartë me 180.

Marrëdhënia midis Kelvin dhe Rankine është 1 K = 1.8 °Ra, Fahrenheit konvertohet në Rankine duke përdorur formulën °Ra = °F + 459.67.

Shkalla e Delisle - një njësi matëse e temperaturës e papërdorur aktualisht. Ajo u shpik nga astronomi francez Joseph Nicolas Delisle (1688-1768). Shkalla Delisle është e ngjashme me shkallën e temperaturës Reaumur. Përdoret në Rusi deri në shekullin e 18-të.

Pjetri i Madh ftoi astronomin francez Joseph Nicolas Delisle në Rusi, duke krijuar Akademinë e Shkencave. Në 1732, Delisle krijoi një termometër duke përdorur merkurin si lëng pune. Pika e vlimit të ujit u zgjodh zero. Një ndryshim në temperaturë u mor si një shkallë, gjë që çoi në një ulje të vëllimit të merkurit me njëqind e mijëta.

Kështu, temperatura e shkrirjes së akullit ishte 2400 gradë. Megjithatë, më vonë një shkallë e tillë fraksionale dukej e tepërt dhe tashmë në dimrin e 1738 kolegu i Delisle në Akademinë e Shën Petersburgut, mjeku Josias Weitbrecht (1702-1747), zvogëloi numrin e hapave nga pika e vlimit në pikën e ngrirjes së ujit. deri në 150.

"Përmbysja" e kësaj shkalle (si dhe versioni origjinal i shkallës Celsius) në krahasim me ato të pranuara aktualisht shpjegohet zakonisht me vështirësi thjesht teknike që lidhen me kalibrimin e termometrave.

Shkalla e Delisle u bë mjaft e përhapur në Rusi dhe termometrat e tij u përdorën për rreth 100 vjet. Kjo shkallë u përdor nga shumë akademikë rusë, përfshirë Mikhail Lomonosov, i cili megjithatë e "përmbysi" atë, duke vendosur zero në pikën e ngrirjes dhe 150 gradë në pikën e vlimit të ujit.

Diplomë Hooke - njësia historike e temperaturës. Shkalla Hooke konsiderohet shkalla e parë e temperaturës me një zero fikse.

Prototipi për shkallën e krijuar nga Hooke ishte një termometër që erdhi tek ai në 1661 nga Firence. Në Micrographia e Hooke, botuar një vit më vonë, ka një përshkrim të shkallës që ai zhvilloi. Hooke përcaktoi një shkallë si një ndryshim në vëllimin e alkoolit me 1/500, pra një shkallë Hooke është e barabartë me afërsisht 2.4 °C.

Në 1663, anëtarët e Shoqërisë Mbretërore ranë dakord të përdorin termometrin e Hooke-it si standard dhe të krahasojnë leximet e termometrave të tjerë me të. Fizikani holandez Christiaan Huygens në vitin 1665, së bashku me Hooke, propozuan përdorimin e temperaturave të shkrirjes së akullit dhe ujit të vluar për të krijuar një shkallë të temperaturës. Kjo ishte shkalla e parë me zero fikse dhe vlera negative.

Diplomë Dalton - njësia historike e temperaturës. Nuk ka një vlerë specifike (në njësi të shkallëve tradicionale të temperaturës si Kelvin, Celsius ose Fahrenheit) sepse shkalla Dalton është logaritmike.

Shkalla Dalton u zhvillua nga John Dalton për të bërë matje në temperatura të larta, sepse termometrat konvencionalë me një shkallë uniforme gabuan për shkak të zgjerimit të pabarabartë të lëngut termometrik.

Zero në shkallën Dalton korrespondon me zero Celsius. Një tipar dallues i shkallës Dalton është se zeroja e saj absolute është − ∞°Da, pra është një vlerë e paarritshme (që në fakt është rasti, sipas teoremës së Nernst-it).

Diplomë Njutoni - një njësi e temperaturës që nuk përdoret aktualisht.

Shkalla e temperaturës Njutoniane u zhvillua nga Isaac Newton në 1701 për të kryer kërkime termofizike dhe ndoshta ishte prototipi i shkallës Celsius.

Njutoni përdori vajin e lirit si një lëng termometrik. Njutoni mori pikën e ngrirjes së ujit të freskët në zero gradë, dhe ai caktoi temperaturën e trupit të njeriut si 12 gradë. Kështu, pika e vlimit të ujit u bë 33 gradë.

Grada Leiden është një njësi historike e temperaturës e përdorur në fillim të shekullit të 20-të për të matur temperaturat kriogjenike nën -183 °C.

Kjo shkallë vjen nga Leiden, ku laboratori Kamerlingh Onnes është vendosur që nga viti 1897. Në vitin 1957, H. van Dijk dhe M. Dureau prezantuan shkallën L55.

Pika e vlimit të hidrogjenit të lëngshëm standard (−253 °C), e përbërë nga 75% ortohidrogjen dhe 25% parahidrogjen, u mor si zero gradë. Pika e dytë e referencës është pika e vlimit të oksigjenit të lëngshëm (−193 °C).

Temperatura e plankut , i quajtur sipas fizikanit gjerman Max Planck, është një njësi e temperaturës, e shënuar T P, në sistemin e njësive të Planck. Kjo është një nga njësitë Planck, e cila përfaqëson kufirin themelor në mekanikën kuantike. Teoria moderne fizike nuk është në gjendje të përshkruajë asgjë më të nxehtë për shkak të mungesës së një teorie kuantike të zhvilluar të gravitetit. Mbi temperaturën e Plankut, energjia e grimcave bëhet aq e madhe sa forcat gravitacionale ndërmjet tyre bëhen të krahasueshme me ndërveprimet e tjera themelore. Kjo është temperatura e Universit në momentin e parë (koha e Plankut) të Big Bengut në përputhje me konceptet aktuale të kozmologjisë.

Konvertuesi i gjatësisë dhe distancës Konvertuesi i masës Konvertuesi i masave të vëllimit të produkteve me shumicë dhe produkteve ushqimore Konvertuesi i sipërfaqes Konvertuesi i vëllimit dhe njësitë matëse në recetat e kuzhinës Konvertuesi i temperaturës Konvertuesi i presionit, stresit mekanik, moduli i Young Konvertuesi i energjisë dhe i punës Konvertuesi i fuqisë Konvertuesi i forcës Konvertuesi i kohës Konvertuesi i shpejtësisë lineare Këndi i sheshtë Konvertuesi i efikasitetit termik dhe efikasiteti i karburantit Konvertuesi i numrave në sisteme të ndryshme numrash Konvertuesi i njësive të matjes së sasisë së informacionit Normat e valutave Madhësitë e veshjeve dhe këpucëve për femra Madhësitë e veshjeve dhe këpucëve për meshkuj dhe përmasat e këpucëve Konvertuesi i shpejtësisë këndore dhe i frekuencës së rrotullimit Konvertuesi i nxitimit këndor Konvertuesi i densitetit Konvertuesi specifik i volumit Konvertuesi i momentit të inercisë Konvertuesi i momentit të forcës Konvertuesi i rrotullimit të nxehtësisë specifike të djegies (sipas masës) Dendësia e energjisë dhe nxehtësia specifike e djegies Konvertuesi (sipas vëllimit) Konvertuesi i ndryshimit të temperaturës Koeficienti i konvertuesit të zgjerimit termik Konvertuesi i rezistencës termike Konvertuesi i përçueshmërisë termike Konvertuesi specifik i kapacitetit të nxehtësisë Konvertuesi i fuqisë së ekspozimit të energjisë dhe rrezatimit termik Konvertuesi i densitetit të fluksit të nxehtësisë Konvertuesi i koeficientit të transferimit të nxehtësisë Konvertuesi i shpejtësisë së rrjedhës së vëllimit Konvertuesi i shpejtësisë së rrjedhës së masës Konvertuesi i shpejtësisë së rrjedhës së masës Konvertuesi i densitetit të rrjedhës së masës Konvertuesi i përqendrimit molar Përqendrimi i masës në konvertuesin e tretësirës Dinamik (absolut) Konvertuesi i viskozitetit Konvertuesi kinematik i viskozitetit Konvertuesi i tensionit sipërfaqësor Konvertuesi i përshkueshmërisë së avullit Konvertuesi i përshkueshmërisë së avullit dhe i shpejtësisë së transferimit të avullit Konvertuesi i nivelit të zërit Konvertuesi i ndjeshmërisë së mikrofonit Konvertuesi i nivelit të presionit të zërit (SPL) Konvertuesi i nivelit të presionit të zërit Konvertuesi i nivelit të presionit të zërit me referencë të zgjedhur Konvertuesi i presionit të ndriçimit Konvertuesi i ndritshëm Konvertimi i ndritshëm i kompjuterit Konvertuesi i frekuencës dhe gjatësisë valore Fuqia e dioptrisë dhe gjatësia fokale Zmadhimi i dioptrës dhe fuqia e lentës (×) Konvertuesi elektrik i ngarkesës Konvertuesi linear i densitetit të ngarkesës Konvertuesi i densitetit të ngarkesës sipërfaqësore Konvertuesi i densitetit të ngarkesës së volumit Konvertuesi i densitetit të rrymës elektrike Konvertuesi linear i densitetit të rrymës Konvertuesi i densitetit të rrymës sipërfaqësore Konvertuesi potencial i fuqisë së fushës elektrike Konvertuesi i tensionit Konvertuesi i rezistencës elektrike Konvertuesi i rezistencës elektrike Konvertuesi i përçueshmërisë elektrike Konvertuesi i përçueshmërisë elektrike Konvertuesi i përçueshmërisë elektrike Kapaciteti elektrik Konvertuesi i induktivitetit Konvertuesi amerikan i matësit të telave Nivelet në dBm (dBm ose dBm), dBV (dBV), vat, etj. njësi Konvertuesi i forcës magnetomotive Konvertuesi i forcës së fushës magnetike Konvertuesi i fluksit magnetik Konvertuesi me induksion magnetik Rrezatimi. Konvertuesi i shpejtësisë së dozës së absorbuar nga rrezatimi jonizues Radioaktiviteti. Konvertuesi i zbërthimit radioaktiv Rrezatimi. Konvertuesi i dozës së ekspozimit Rrezatimi. Konvertuesi i dozës së absorbuar Konvertuesi i prefiksit dhjetor Transferimi i të dhënave Konvertuesi i njësisë së përpunimit të tipografisë dhe imazhit Konvertuesi i njësisë së vëllimit të drurit Llogaritja e masës molare D. I. Tabela periodike e elementeve kimike të Mendelejevit

Vlera fillestare

Vlera e konvertuar

kelvin gradë Celsius gradë Fahrenheit gradë Rankine gradë Temperatura Reaumur Planck

Më shumë rreth temperaturës

Informacion i pergjithshem

A e keni të vështirë të përktheni njësitë matëse nga një gjuhë në tjetrën? Kolegët janë të gatshëm t'ju ndihmojnë. Postoni një pyetje në TCTerms dhe brenda pak minutash do të merrni një përgjigje.

Paradoksi është se për të matur temperaturën në jetën e përditshme, industrinë, madje edhe në shkencën e aplikuar, nuk keni nevojë të dini se çfarë është "temperatura". Ideja mjaft e paqartë se “temperatura është shkalla ngrohje Trupat." Në të vërtetë, shumica e instrumenteve praktike për matjen e temperaturës në fakt matin vetitë e tjera të substancave që ndryshojnë me këtë shkallë ngrohjeje, si presioni, vëllimi, rezistenca elektrike, etj. Pastaj leximet e tyre konvertohen automatikisht ose manualisht në njësi të temperaturës.

Njerëzit kureshtarë dhe studentët që ose duan ose janë të detyruar të kuptojnë se çfarë është temperatura zakonisht bien në elementin e termodinamikës me ligjet e saj zero, të parë dhe të dytë, ciklin Carnot dhe entropinë. Duhet pranuar se përkufizimi i temperaturës si një parametër i një motori ideal të kthyeshëm të nxehtësisë, i pavarur nga substanca e punës, zakonisht nuk shton qartësi në kuptimin tonë të konceptit të "temperaturës".

Më e “prekshme” duket se është qasja e quajtur teoria kinetike molekulare, nga e cila krijohet ideja se nxehtësia mund të konsiderohet thjesht si një nga format e energjisë, përkatësisht energjia kinetike e atomeve dhe molekulave. Kjo vlerë, mesatarisht mbi një numër të madh grimcash që lëvizin rastësisht, rezulton të jetë një masë e asaj që quhet temperatura e trupit. Grimcat e një trupi të nxehtë lëvizin më shpejt se ato të një trupi të ftohtë.

Meqenëse koncepti i temperaturës është i lidhur ngushtë me energjinë mesatare kinetike të grimcave, do të ishte e natyrshme të përdornim xhaulin si njësi matëse të tij. Megjithatë, energjia e lëvizjes termike të grimcave është shumë e vogël në krahasim me xhaulin, kështu që përdorimi i kësaj sasie është i papërshtatshëm. Lëvizja termike matet në njësi të tjera, të cilat rrjedhin nga joulet duke përdorur faktorin e konvertimit "k".

Nëse temperatura T matet në kelvin (K), atëherë marrëdhënia e saj me energjinë mesatare kinetike të lëvizjes përkthimore të atomeve të një gazi ideal ka formën

E k = (3/2) kT, (1)

Ku k- një faktor konvertimi që përcakton se cila pjesë e xhaulit gjendet në një kelvin. Madhësia k quhet konstanta e Boltzmann-it.

Duke pasur parasysh se presioni mund të shprehet edhe në terma të energjisë mesatare të lëvizjes molekulare

p=(2/3)n E k (2)

Ku n = N/V, V- vëllimi i zënë nga gazi, N- numri i përgjithshëm i molekulave në këtë vëllim

Ekuacioni i gjendjes për një gaz ideal do të jetë:

p = n kT

Nëse numri i përgjithshëm i molekulave paraqitet si N = µN A, Ku µ - numri i moleve të gazit, N A- Numri i Avagadro, d.m.th. numri i grimcave për mol, mund të merrni lehtësisht ekuacionin e njohur Clapeyron-Mendeleev:

pV = µ RT, ku R - konstante e gazit molar R= N A.k

ose për një nishan pV = N A. kT(3)

Kështu, temperatura është një parametër i futur artificialisht në ekuacionin e gjendjes. Duke përdorur ekuacionin e gjendjes, temperatura termodinamike T mund të përcaktohet nëse dihen të gjithë parametrat dhe konstantet e tjera. Nga ky përkufizim i temperaturës është e qartë se vlerat e T do të varen nga konstanta Boltzmann. A mund të zgjedhim një vlerë arbitrare për këtë koeficient proporcionaliteti dhe më pas të mbështetemi në të? Nr. Në fund të fundit, kështu mund të marrim një vlerë arbitrare për pikën e trefishtë të ujit, ndërsa duhet të marrim vlerën 273.16 K! Shtrohet pyetja - pse saktësisht 273.16 K?

Arsyet për këtë janë thjesht historike, jo fizike. Fakti është se në shkallët e para të temperaturës, vlerat e sakta u miratuan për dy gjendje uji menjëherë - pika e ngurtësimit (0 ° C) dhe pika e vlimit (100 ° C). Këto ishin vlera arbitrare të zgjedhura për lehtësi. Duke marrë parasysh që një gradë Celsius është e barabartë me një shkallë Kelvin dhe duke matur temperaturën termodinamike me një termometër gazi të kalibruar në këto pika, ne kemi marrë një vlerë për zero absolute (0 °K) me ekstrapolim - 273,15 °C. Natyrisht, kjo vlerë mund të konsiderohet e saktë vetëm nëse matjet me një termometër gazi ishin absolutisht të sakta. Kjo eshte e gabuar. Prandaj, duke fiksuar vlerën 273,16 K për pikën e trefishtë të ujit dhe duke matur pikën e vlimit të ujit me një termometër më të avancuar të gazit, mund të merrni një vlerë paksa të ndryshme për vlimin nga 100 ° C. Për shembull, tani vlera më realiste është 99,975 °C. Dhe kjo është vetëm sepse puna e hershme me një termometër gazi dha një vlerë të gabuar për zero absolute. Kështu, ne ose rregullojmë zero absolute ose një interval prej 100 ° C midis pikave të ngurtësimit dhe vlimit të ujit. Nëse rregullojmë intervalin dhe përsërisim matjet për të ekstrapoluar në zero absolute, marrim -273,22 °C.

Në vitin 1954, CIPM miratoi një rezolutë për kalimin në një përkufizim të ri të Kelvin, i cili nuk kishte të bënte fare me intervalin 0 -100 °C. Ai në fakt i caktoi vlerën 273,16 K (0,01 °C) në pikën e trefishtë të ujit dhe "leni pikën e vlimit të ujit të notojë lirshëm" në rreth 100 °C. Në vend të "grade Kelvin" për njësinë e temperaturës, u prezantua thjesht "kelvin".

Nga formula (3) rezulton se duke i caktuar një vlerë fikse prej 273,16 K në T në një gjendje kaq të qëndrueshme dhe të riprodhueshme të sistemit si pika e trefishtë e ujit, vlera e konstantës k mund të përcaktohet eksperimentalisht. Deri kohët e fundit, vlerat më të sakta eksperimentale të konstantës Boltzmann k janë marrë me metodën e gazit jashtëzakonisht të rrallë.

Ekzistojnë metoda të tjera për marrjen e konstantës Boltzmann, bazuar në përdorimin e ligjeve që përfshijnë parametrin kT.

Ky është ligji Stefan-Boltzmann, sipas të cilit energjia totale e rrezatimit termik E(T) është një funksion i katërt i fuqisë së CT.
Ekuacioni që lidh katrorin e shpejtësisë së zërit në një gaz ideal me 0 2 varësia lineare me CT.
Ekuacioni për tensionin mesatar të zhurmës katrore në rezistencën elektrike V 2, gjithashtu i varur linearisht nga CT.

Instalime për zbatimin e metodave të përcaktimit të mësipërm CT quhen termometri absolute ose instrumente të termometrisë parësore.

Kështu, ka shumë konventa në përcaktimin e vlerave të temperaturës në kelvin dhe jo në joule. Gjëja kryesore është se vetë koeficienti i proporcionalitetit k ndërmjet njësive të temperaturës dhe energjisë nuk është konstante. Kjo varet nga saktësia e matjeve termodinamike që mund të arrihen aktualisht. Kjo qasje nuk është shumë e përshtatshme për termometrat parësorë, veçanërisht ata që funksionojnë në një interval temperaturash larg pikës së trefishtë. Leximet e tyre do të varen nga ndryshimet në vlerën e konstantës së Boltzmann-it.

Çdo ndryshim në shkallën praktike ndërkombëtare të temperaturës është rezultat i kërkimeve shkencore nga qendrat metrologjike në mbarë botën. Prezantimi i një botimi të ri të shkallës së temperaturës ndikon në kalibrimin e të gjitha instrumenteve matëse të temperaturës.

Çdo person ndeshet me konceptin e temperaturës çdo ditë. Termi ka hyrë fort në jetën tonë të përditshme: ne ngrohim ushqimin në një furrë me mikrovalë ose gatuajmë ushqim në furrë, ne jemi të interesuar për motin jashtë ose zbulojmë nëse uji në lumë është i ftohtë - e gjithë kjo është e lidhur ngushtë me këtë koncept. . Çfarë është temperatura, çfarë do të thotë ky parametër fizik, si matet? Ne do t'u përgjigjemi këtyre dhe pyetjeve të tjera në artikull.

Sasia fizike

Le të shohim se çfarë është temperatura nga këndvështrimi i një sistemi të izoluar në ekuilibër termodinamik. Termi vjen nga latinishtja dhe do të thotë "përzierje e duhur", "gjendje normale", "proporcionalitet". Kjo sasi karakterizon gjendjen e ekuilibrit termodinamik të çdo sistemi makroskopik. Në rastin kur është jashtë ekuilibrit, me kalimin e kohës ka një kalim të energjisë nga objektet më të ndezura në ato më pak të ndezura. Rezultati është barazimi (ndryshimi) i temperaturës në të gjithë sistemin. Ky është postulati i parë (ligji zero) i termodinamikës.

Temperatura përcakton shpërndarjen e grimcave përbërëse të sistemit sipas niveleve dhe shpejtësive të energjisë, shkallës së jonizimit të substancave, vetive të rrezatimit elektromagnetik të ekuilibrit të trupave dhe densitetit total të rrezatimit vëllimor. Meqenëse për një sistem që është në ekuilibër termodinamik, parametrat e listuar janë të barabartë, zakonisht quhen temperatura e sistemit.

Plazma

Përveç trupave të ekuilibrit, ekzistojnë sisteme në të cilat gjendja karakterizohet nga disa vlera të temperaturës që nuk janë të barabarta me njëra-tjetrën. Një shembull i mirë është plazma. Ai përbëhet nga elektrone (grimca të ngarkuara me dritë) dhe jone (grimca të ngarkuara të rënda). Kur ato përplasen, ndodh një transferim i shpejtë i energjisë nga elektroni në elektron dhe nga joni në jon. Por midis elementeve heterogjene ka një tranzicion të ngadaltë. Plazma mund të jetë në një gjendje në të cilën elektronet dhe jonet individualisht janë afër ekuilibrit. Në këtë rast, është e mundur të supozohen temperatura të veçanta për çdo lloj grimce. Megjithatë, këto parametra do të ndryshojnë nga njëri-tjetri.

Magnetët

Në trupat në të cilët grimcat kanë një moment magnetik, transferimi i energjisë zakonisht ndodh ngadalë: nga përkthimi në shkallët magnetike të lirisë, të cilat shoqërohen me mundësinë e ndryshimit të drejtimeve të momentit. Rezulton se ka gjendje në të cilat trupi karakterizohet nga një temperaturë që nuk përkon me parametrin kinetik. Ajo korrespondon me lëvizjen përpara të grimcave elementare. Temperatura magnetike përcakton një pjesë të energjisë së brendshme. Mund të jetë edhe pozitive edhe negative. Gjatë procesit të barazimit, energjia do të transferohet nga grimcat me temperaturë më të lartë në grimcat me temperaturë më të ulët nëse ato janë të dyja pozitive ose negative. Në situatën e kundërt, ky proces do të vazhdojë në drejtim të kundërt - temperatura negative do të jetë "më e lartë" se ajo pozitive.

Pse është e nevojshme kjo?

Paradoksi është se një person mesatar, për të kryer procesin e matjes si në jetën e përditshme ashtu edhe në industri, as që duhet të dijë se çfarë është temperatura. Do të mjaftojë që ai të kuptojë se kjo është shkalla e ngrohjes së një objekti apo ambienti, aq më tepër që këto terma i kemi njohur që në fëmijëri. Në të vërtetë, shumica e instrumenteve praktike të krijuara për të matur këtë parametër masin në fakt vetitë e tjera të substancave që ndryshojnë në varësi të nivelit të ngrohjes ose ftohjes. Për shembull, presioni, rezistenca elektrike, vëllimi, etj. Më tej, lexime të tilla rillogariten manualisht ose automatikisht në vlerën e kërkuar.

Rezulton se për të përcaktuar temperaturën, nuk ka nevojë të studiohet fizika. Shumica e popullsisë së planetit tonë jeton sipas këtij parimi. Nëse televizori po funksionon, atëherë nuk ka nevojë të kuptoni proceset kalimtare të pajisjeve gjysmëpërçuese, të studioni prizën ose si merret sinjali. Njerëzit janë mësuar me faktin se në çdo fushë ka specialistë që mund të riparojnë ose korrigjojnë sistemin. Njeriu mesatar nuk dëshiron të sforcojë trurin e tij, sepse është shumë më mirë të shikosh një telenovelë ose futboll në "kuti" duke pirë një birrë të ftohtë.

Dhe unë dua të di

Por ka njerëz, më së shpeshti këta janë studentë, të cilët ose nga kurioziteti ose nga nevoja detyrohen të studiojnë fizikën dhe të përcaktojnë se çfarë është në të vërtetë temperatura. Si rezultat, në kërkimin e tyre ata e gjejnë veten në xhunglën e termodinamikës dhe studiojnë ligjet e saj zero, të parë dhe të dytë. Për më tepër, një mendje kureshtare do të duhet të kuptojë entropinë. Dhe në fund të udhëtimit të tij, ai me siguri do të pranojë se përcaktimi i temperaturës si një parametër i një sistemi termik të kthyeshëm, i cili nuk varet nga lloji i substancës punuese, nuk do t'i shtojë qartë kuptimit të këtij koncepti. Dhe gjithsesi, pjesa e dukshme do të jenë disa shkallë të pranuara nga sistemi ndërkombëtar i njësive (SI).

Temperatura si energji kinetike

Një qasje më "e prekshme" quhet teoria kinetike molekulare. Prej saj krijohet ideja se nxehtësia konsiderohet si një formë energjie. Për shembull, energjia kinetike e molekulave dhe atomeve, një parametër i mesatarizuar mbi një numër të madh grimcash që lëvizin në mënyrë kaotike, rezulton të jetë një masë e asaj që zakonisht quhet temperatura e një trupi. Kështu, grimcat në një sistem të nxehtë lëvizin më shpejt sesa në një sistem të ftohtë.

Meqenëse termi në fjalë është i lidhur ngushtë me energjinë kinetike mesatare të një grupi grimcash, do të ishte krejt e natyrshme të përdoret xhauli si njësi matëse e temperaturës. Megjithatë, kjo nuk ndodh, gjë që shpjegohet me faktin se energjia e lëvizjes termike të grimcave elementare është shumë e vogël në raport me xhaulin. Prandaj, është e papërshtatshme për t'u përdorur. Lëvizja termike matet në njësi që rrjedhin nga joules duke përdorur një faktor të veçantë konvertimi.

Njësitë e temperaturës

Sot, tre njësi kryesore përdoren për të shfaqur këtë parametër. Në vendin tonë, temperatura zakonisht përcaktohet në gradë Celsius. Kjo njësi matëse bazohet në pikën e ngurtësimit të ujit - vlerën absolute. Është pikënisja. Kjo do të thotë, temperatura e ujit në të cilin fillon të formohet akulli është zero. Në këtë rast, uji shërben si një matës shembullor. Kjo konventë është miratuar për lehtësi. Vlera e dytë absolute është temperatura e avullit, domethënë momenti kur uji kalon nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të gaztë.

Njësia tjetër është gradë Kelvin. Origjina e këtij sistemi konsiderohet të jetë pika Pra, një shkallë Kelvin është e barabartë me një Dallimi i vetëm është origjina. Ne gjejmë se zero Kelvin do të jetë i barabartë me minus 273,16 gradë Celsius. Në vitin 1954, Konferenca e Përgjithshme për Peshat dhe Masat vendosi të zëvendësojë termin "kelvin" për njësinë e temperaturës me "kelvin".

Njësia e tretë e matjes e pranuar zakonisht është gradë Fahrenheit. Deri në vitin 1960, ato u përdorën gjerësisht në të gjitha vendet anglishtfolëse. Megjithatë, kjo njësi përdoret ende në jetën e përditshme në Shtetet e Bashkuara. Sistemi është thelbësisht i ndryshëm nga ato të përshkruara më sipër. Pika e ngrirjes së përzierjes së kripës, amoniakut dhe ujit në një raport 1:1:1 merret si pikënisje. Pra, në shkallën Fahrenheit, pika e ngrirjes së ujit është plus 32 gradë, dhe pika e vlimit është plus 212 gradë. Në këtë sistem, një shkallë është e barabartë me 1/180 të diferencës midis këtyre temperaturave. Kështu, diapazoni nga 0 në +100 gradë Fahrenheit korrespondon me diapazonin nga -18 në +38 Celsius.

Temperatura zero absolute

Le të kuptojmë se çfarë do të thotë ky parametër. Zero absolute është vlera e temperaturës kufizuese në të cilën presioni i një gazi ideal bëhet zero për një vëllim fiks. Kjo është vlera më e ulët në natyrë. Siç parashikoi Mikhailo Lomonosov, "kjo është shkalla më e madhe ose e fundit e të ftohtit". Nga kjo rrjedh se vëllime të barabarta të gazrave, që i nënshtrohen të njëjtës temperaturë dhe presion, përmbajnë të njëjtin numër molekulash. Çfarë rrjedh nga kjo? Ekziston një temperaturë minimale e një gazi në të cilën presioni ose vëllimi i tij shkon në zero. Kjo vlerë absolute korrespondon me zero Kelvin, ose 273 gradë Celsius.

Disa fakte interesante rreth sistemit diellor

Temperatura në sipërfaqen e Diellit arrin 5700 Kelvin, dhe në qendër të bërthamës - 15 milion Kelvin. Planetët e sistemit diellor ndryshojnë shumë nga njëri-tjetri për sa i përket niveleve të ngrohjes. Kështu, temperatura e bërthamës së Tokës sonë është afërsisht e njëjtë me atë në sipërfaqen e Diellit. Jupiteri konsiderohet planeti më i nxehtë. Temperatura në qendër të bërthamës së tij është pesë herë më e lartë se në sipërfaqen e Diellit. Por vlera më e ulët e parametrit u regjistrua në sipërfaqen e Hënës - ishte vetëm 30 Kelvin. Kjo vlerë është edhe më e ulët se në sipërfaqen e Plutonit.

Fakte rreth Tokës

1. Temperatura më e lartë e regjistruar nga njeriu ishte 4 miliardë gradë Celsius. Kjo vlerë është 250 herë më e lartë se temperatura e bërthamës së Diellit. Rekordi u vendos nga Laboratori Natyror Brookhaven i Nju Jorkut në një përplasës jonesh, i cili është rreth 4 kilometra i gjatë.

2. Temperatura në planetin tonë gjithashtu nuk është gjithmonë ideale dhe komode. Për shembull, në qytetin e Verkhnoyansk në Yakutia, temperatura në dimër bie në minus 45 gradë Celsius. Por në qytetin etiopian të Dallol situata është e kundërta. Atje temperatura mesatare vjetore është plus 34 gradë.

3. Kushtet më ekstreme në të cilat njerëzit punojnë janë regjistruar në minierat e arit në Afrikën e Jugut. Minatorët punojnë në një thellësi prej tre kilometrash në një temperaturë prej plus 65 gradë Celsius.

Përkufizimi termodinamik

Historia e qasjes termodinamike

Fjala "temperaturë" lindi në ato ditë kur njerëzit besonin se trupat më të nxehtë përmbanin një sasi më të madhe të një substance të veçantë - kalorike, sesa ato më pak të ndezura. Prandaj, temperatura u perceptua si forca e një përzierjeje të lëndës trupore dhe kalorive. Për këtë arsye, njësitë matëse për forcën e pijeve alkoolike dhe temperaturës quhen të njëjta - gradë.

Përcaktimi i temperaturës në fizikën statistikore

Instrumentet matëse të temperaturës shpesh janë të kalibruar në shkallë relative - Celsius ose Fahrenheit.

Në praktikë matet edhe temperatura

Termometri praktik më i saktë është termometri i rezistencës së platinit. Janë zhvilluar metodat më të fundit për matjen e temperaturës, bazuar në matjen e parametrave të rrezatimit lazer.

Njësitë e temperaturës dhe shkalla

Meqenëse temperatura është energjia kinetike e molekulave, është e qartë se është më e natyrshme të matet ajo në njësi energjie (d.m.th., në sistemin SI në joule). Megjithatë, matja e temperaturës filloi shumë kohë përpara krijimit të teorisë kinetike molekulare, kështu që shkallët praktike matin temperaturën në njësi konvencionale - gradë.

Temperatura absolute. Shkalla e temperaturës Kelvin

Koncepti i temperaturës absolute u prezantua nga W. Thomson (Kelvin), dhe për këtë arsye shkalla e temperaturës absolute quhet shkalla e Kelvinit ose shkalla e temperaturës termodinamike. Njësia e temperaturës absolute është kelvin (K).

Shkalla e temperaturës absolute quhet sepse masa e gjendjes bazë të kufirit të poshtëm të temperaturës është zero absolute, domethënë temperatura më e ulët e mundshme në të cilën në parim është e pamundur të nxirret energji termike nga një substancë.

Zero absolute përcaktohet si 0 K, e cila është e barabartë me -273,15 °C.

Shkalla e temperaturës Kelvin është një shkallë që fillon në zero absolute.

Me rëndësi të madhe është zhvillimi, bazuar në shkallën termodinamike Kelvin, i shkallëve praktike ndërkombëtare të bazuara në pika referimi - kalime fazore të substancave të pastra të përcaktuara me metodat e termometrisë parësore. Shkalla e parë ndërkombëtare e temperaturës u miratua në 1927 nga ITS-27. Që nga viti 1927, shkalla është ripërcaktuar disa herë (MTSh-48, MPTS-68, MTSh-90): temperaturat e referencës dhe metodat e interpolimit kanë ndryshuar, por parimi mbetet i njëjtë - baza e shkallës është një grup tranzicionesh fazore të substancave të pastra me vlera të caktuara të temperaturave termodinamike dhe instrumenteve të interpolimit të kalibruar në këto pika. Shkalla ITS-90 është aktualisht në fuqi. Dokumenti kryesor (Rregullorja mbi shkallën) përcakton përkufizimin e Kelvinit, vlerat e temperaturave të tranzicionit fazor (pikat e referencës) dhe metodat e interpolimit.

Shkallët e temperaturës të përdorura në jetën e përditshme - si Celsius ashtu edhe Fahrenheit (që përdoren kryesisht në SHBA) - nuk janë absolute dhe për këtë arsye të papërshtatshme kur kryhen eksperimente në kushte kur temperatura bie nën pikën e ngrirjes së ujit, prandaj temperatura duhet të shprehet numër negativ. Për raste të tilla, u prezantuan shkallët e temperaturës absolute.

Njëra prej tyre quhet shkalla Rankine, dhe tjetra quhet shkalla termodinamike absolute (shkalla Kelvin); temperaturat e tyre maten respektivisht në gradë Rankine (°Ra) dhe kelvin (K). Të dy shkallët fillojnë në temperaturën zero absolute. Ato ndryshojnë në atë që çmimi i një ndarjeje në shkallën Kelvin është i barabartë me çmimin e një ndarjeje në shkallën Celsius, dhe çmimi i një ndarjeje në shkallën Rankine është i barabartë me çmimin e ndarjes së termometrave me shkallën Fahrenheit. Pika e ngrirjes së ujit në presionin standard atmosferik korrespondon me 273,15 K, 0 °C, 32 °F.

Shkalla e Kelvinit është e lidhur me pikën e trefishtë të ujit (273,16 K), dhe konstanta e Boltzmann-it varet nga ajo. Kjo krijon probleme me saktësinë e interpretimit të matjeve të temperaturës së lartë. BIPM tani po shqyrton mundësinë e kalimit në një përkufizim të ri të Kelvin dhe fiksimin e konstantës së Boltzmann-it, në vend që t'i referohet temperaturës së pikës së trefishtë. .

Celsius

Në teknologji, mjekësi, meteorologji dhe në jetën e përditshme, përdoret shkalla Celsius, në të cilën temperatura e pikës së trefishtë të ujit është 0,008 °C, dhe, për rrjedhojë, pika e ngrirjes së ujit në një presion prej 1 atm është 0 ° C. Aktualisht, shkalla Celsius përcaktohet përmes shkallës Kelvin: çmimi i një ndarjeje në shkallën Celsius është i barabartë me çmimin e një ndarjeje në shkallën Kelvin, t(°C) = T(K) - 273,15. Kështu, pika e vlimit të ujit, e zgjedhur fillimisht nga Celsius si një pikë referimi prej 100 °C, ka humbur rëndësinë e saj dhe vlerësimet moderne e vendosin pikën e vlimit të ujit në presion normal atmosferik në rreth 99,975 °C shumë i përshtatshëm, pasi uji është shumë i përhapur në planetin tonë dhe jeta jonë bazohet në të. Zero Celsius është një pikë e veçantë për meteorologjinë sepse shoqërohet me ngrirjen e ujit atmosferik. Shkalla u propozua nga Anders Celsius në 1742.

Fahrenheit

Në Angli dhe veçanërisht në SHBA përdoret shkalla Fahrenheit. Zero gradë Celsius është 32 gradë Fahrenheit, dhe 100 gradë Celsius është 212 gradë Fahrenheit.

Përkufizimi aktual i shkallës Fahrenheit është si vijon: është një shkallë e temperaturës në të cilën 1 gradë (1 °F) është e barabartë me 1/180 e diferencës midis pikës së vlimit të ujit dhe temperaturës së shkrirjes së akullit në presionin atmosferik, dhe pika e shkrirjes së akullit është +32 °F. Temperatura në shkallën Fahrenheit lidhet me temperaturën në shkallën Celsius (t °C) me raportin t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32. Propozuar nga G. Fahrenheit në 1724 vit.

Shkalla Reaumur

Tranzicione nga shkallë të ndryshme

Krahasimi i shkallëve të temperaturës

¹ Temperatura mesatare normale e trupit të njeriut është 36,6 °C ±0,7 °C ose 98,2 °F ±1,3 °F. Vlera e cituar zakonisht prej 98,6°F është një konvertim i saktë në vlerën Fahrenheit të shekullit të 19-të gjermane prej 37°C. Megjithatë, kjo vlerë nuk është brenda intervalit të temperaturës mesatare normale të trupit të njeriut, pasi temperatura e pjesëve të ndryshme të trupit është e ndryshme.

Disa vlera në këtë tabelë janë të rrumbullakosura.

Karakteristikat e kalimeve fazore

Për të përshkruar pikat e kalimit fazor të substancave të ndryshme, përdoren vlerat e mëposhtme të temperaturës:

• Temperatura e pjekjes
• Temperatura e sinterizimit
• Temperatura e sintezës
• Temperatura e ajrit
• Temperatura e tokës
• Temperatura homologe
• Temperatura Debye (Temperatura karakteristike)

Shiko gjithashtu

Shënime

Letërsia