что такое градус кельвина

Измерение температуры в градусах Цельсия и Кельвинах

Самой известной температурной шкалой в большинстве стран мира с XVIII века служила шкала измерения градусного режима по Цельсию ( о С). Другая температурная шкала, предложенная в XIX веке, внесла уточнения в шкалу по Цельсию и стала самой точной системой определения сверхнизких температур. Новая шкала выявила некую постоянную величину термодинамической точки воды, которую назвали «кельвин» (К).

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Однако даже с дополнениями и уточнениями по Кельвину, в современном мире пользуются в основном системой определения градусов по Цельсию. Хотя, в США или на Ямайке, использовали в старые времена и придерживаются до сих пор показателей ещё одной шкалы определения температур, предложенной Фаренгейтом.

Измерения по Цельсию

Система измерения температурного градуса по Цельсию взяла своё название по имени Андерса Цельсия, шведского физика, разработавшего в 1742 году шкалу измерения температур. Учёный предположил, что такие физические процессы, как закипание воды, или таяние льда, напрямую зависят от давления в окружающей атмосфере. Это затрудняло исследования по определению точных показаний.

Шкала по Цельсию имела диапазон от 0 до 100 градусов со знаком «+», который продолжается вниз или вверх до бесконечности. Это являлось проблемой для точного измерения величин, поскольку известно, что ниже +4 °C вода имеет свойство расширяться и при дальнейшем понижении температуры даёт неправильные показания градусных значений.

Пересмотрена и модернизирована шкала температур по Цельсию была лишь после одобрения научным миром разработок физика Уильяма Томсона (Кельвина). Именно тогда была представлена постоянная температурная величина и принято определение, что 1 градус Цельсия равен 274,15 Кельвинам.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Температура в Кельвинах

Такое название дано новой температурной единице по имени англичанина У. Томсона, впоследствии за неоценимые заслуги в развитии физики, получившего звание лорда Кельвина Ларгского. Им в 1848 году была предложена градусная единица для расчёта показаний температур в таком виде:

1 кельвин = 1/273,16 части температуры тройной точки воды.

По новой шкале отсчёт температуры начинается с абсолютного нуля. Под абсолютным нулём понимается состояние, равное величине минимальной внутренней энергии тела. Приведённое тождество можно охарактеризовать иначе:

1 К = 1/273,16 расстояния от абсолютного нуля до точки воды.

Тройная точка воды – это состояние равновесия пара, воды и льда. Абсолютный ноль по Томсону (0 К), это точка температуры, при которой прекращается движение молекул, газы не имеют никакого объёма, и называется такое их состояние – состоянием идеального холода. Достичь абсолютного нуля невозможно, но, благодаря расчётам учёного, удалось максимально к этому приблизиться. Весь смысл научных трудов сводился к тому, что вести подсчёты по такой шкале, где началом служит постоянная величина, принятая за абсолютный нуль, гораздо проще.

В новой шкале отсутствуют отрицательные величины. 0 К считается самой низкой температурой, которая возможна на Земле. Так, с точки зрения физиков и математиков, легче вычислять температуры, усреднять значения или выводить взаимоотношения плюсовых и минусовых градусов. Однако, когда речь идёт о значениях температур, представленных в Кельвинах, термин «градусы» не используют, ведь по шкале Томпсона значения определяются не градусами, а «абсолютной температурой».

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Сравнение двух температурных величин

Принятая абсолютная температурная величина 0 К взята за начало отсчёта по шкале Кельвина. Вплоть до 1968 г. новая мера градусной величины именовалась «градусом Кельвина», по подобию с «градусом Цельсия». Впоследствии научное сообщество, во главе с Генеральной комиссией, ответственной за обозначения мер и весов, официально переименовала температурную единицу в «кельвин», с сокращённым обозначением «К» и относительной величиной к Цельсию ( о С) равной: С/К = 1/274,15.

Существующая шкала температур Кельвина применяется чаще в научном мире, в химии, математике и физике, в частности – термодинамике. Далеко не всем понятно определение, что под К понимается термодинамическая температура тройной точки воды. И если простому обывателю знания температурных режимов необходимы на уровне погоды или приготовления пищи, то учёные используют в своих экспериментах ту систему, которая для конкретной работы представляется наиболее удобной.

Изучение технических определений, использующих данные шкалы Кельвина, введено в программу физико-математических вузов, или применяется для школьных классов с углублённым изучением данных предметов. Температурная шкала Кельвина как раз является более рациональной, нежели общераспространённая шкала Цельсия, при таких случаях, как, например, измерение цветовой температуры в лампах накаливания, осветительных приборах профессионального назначения (можно встретить обозначения 3000K; 6000K на фотокамерах, что говорит о яркости, качестве, др. температурных характеристиках прибора).

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Как перевести значения

Теперь, зная выведенные постоянные величины, переводить Кельвины в Цельсии и наоборот достаточно просто. Для этого нужно всего лишь к показанию градусов Цельсия добавить постоянную Кельвина.

Пример 1:

Пример 2:

Пример 3:

Нужно перевести 100 К в о С.

Если необходимо выполнить перевод «кельвинов» в градусы Цельсия, то надо из величины, взятой по шкале Томпсона (Кельвина), вычесть величину абсолютного нуля, равную 273,16.

Абсолютный нуль по Кельвину в переводе на шкалу Цельсия равен:

Измерения по Фаренгейту

Конвертацию значений из Фаренгейта в градусы Цельсия можно осуществить по несложным правилам, учитывая тот факт, что точка замерзания по Цельсию на 32 единицы ниже, чем по Фаренгейту.

Пример:

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Однако, при обратной конвертации из Цельсия в Фаренгейты, расчёты по приведённой системе будут неточными, поэтому лучше прибегнуть к разработанной Фаренгейтом таблице. А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, размещённым на любом тематическом сайте. Показатели принятой таблицы перевода величин и расчётные данные по онлайн-калькулятору выглядят так:

Источник

Кельвин

Один кельвин равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Пересчёт в градусы Цельсия: °С = K−273,15 (температура тройной точки воды — 0,008 °C).
В 2005 г. определение кельвина было уточнено. В обязательном Техническом приложении к тексту МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

Единица названа в честь английского физика Уильяма Томсона, которому было пожаловано звание лорд Кельвин Ларгский из Айршира. В свою очередь, это звание пошло от реки Кельвин (River Kelvin), протекающей через территорию университета в Глазго.

До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина.

Содержание

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

КратныеДольные
величинаназваниеобозначениевеличинаназваниеобозначение
10 1 КдекакельвиндаКdaK10 −1 КдецикельвиндКdK
10 2 КгектокельвингКhK10 −2 КсантикельвинсКcK
10 3 КкилокельвинкКkK10 −3 КмилликельвинмКmK
10 6 КмегакельвинМКMK10 −6 КмикрокельвинмкКµK
10 9 КгигакельвинГКGK10 −9 КнанокельвиннКnK
10 12 КтеракельвинТКTK10 −12 КпикокельвинпКpK
10 15 КпетакельвинПКPK10 −15 КфемтокельвинфКfK
10 18 КэксакельвинЭКEK10 −18 КаттокельвинаКaK
10 21 КзеттакельвинЗКZK10 −21 КзептокельвинзКzK
10 24 КйоттакельвинИКYK10 −24 КйоктокельвиниКyK
применять не рекомендуется

Диаграмма перевода температур

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвиначто такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Примечания

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Кельвин» в других словарях:

КЕЛЬВИН — • КЕЛЬВИН (Kelvin) Уильям Томас, барон (1824 1907), британский физик и математик, в честь которого получила свое название шкала абсолютной ТЕМПЕРАТУРЫ. Установка Атлантического подводного телефонного кабеля стала возможной благодаря… … Научно-технический энциклопедический словарь

КЕЛЬВИН — (К), единица СИ термодинамич. темп ры, равная 1/273,16 части термодинамич. темп ры тройной точки воды. Названа в честь англ. физика У. Томсона (лорда Кельвина, W. Thomson, Lord Kelvin). До 1968 именовалась градус Кельвина (°К). Применяется как ед … Физическая энциклопедия

кельвин — К Единица измерения температуры, которая характеризует в радиотехнике шумовую температуру. Шкала Кельвина (К) связана со шкалой Цельсия (t °C и Фаренгейта (t °F) двумя простыми соотношениями: К=t °C+273 и t °C=5/9 (t °F 32). т … Справочник технического переводчика

КЕЛЬВИН — КЕЛЬВИН, смотри Томсон У … Современная энциклопедия

КЕЛЬВИН — см. Томсон У … Большой Энциклопедический словарь

кельвин — сущ., кол во синонимов: 1 • единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Кельвин — (К, по имени физика Kelvin) единица измерения температуры по Международной системе единиц (СИ). IК=1°С. Температура в Кельвинах отсчитывается от абсолютного нуля, а в градусы Цельсия (t) переводится в Кельвины простым вычитанием: 273,15 t.… … Экологический словарь

Кельвин — Кельвин, К – основная единица температуры или степени нагретости тела по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точкой воды установлено значение 273,16К (точно). За нулевую термодинамическую температуру… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Кельвин — КЕЛЬВИН, смотри Томсон У.. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

КЕЛЬВИН — единица термодинамической температуры по шкале Кельвина в СИ; обозначается К (до 1968 г. именовалась градус Кельвина (°К)). 1 К равен 1/273,16 части термодинамической температуры точки равновесия льда, воды и её пара (тройной точки воды), 1 К = 1 … Большая политехническая энциклопедия

Источник

Температурные шкалы

Немного бесполезной информации.

Все элементарное просто, но все простое не всегда элементарно. Все мы слышали про различные температурные шкалы, но не все мы знаем, что их на самом деле несколько больше, чем те три, что у всех на слуху. Итак, начнем с самым распространенных, а закончим рассолом.

Шкала Цельсия (Цельсий, Celsius, °C)

Используется в быту, но не везде (вспомним Фаренгейта). 0° — точка замерзания воды, 100° — точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Придумана Андерсом Цельсием аж в 1742 году.

Шкала Фаренгейта (Фаренгейт, Fahrenheit, °F)

Используется в быту, но не везде, а в основном в Англии и США. Определение ее такое (из Википедии) — это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Придумал Габриэль Фаренгейт в 1724 году.

Формула перевода в градусы Цельсия:

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Шкала Кельвина (Кельвин, Kelvin, K)

В быту как-то не очень. Родилась от желания получить шкалу с абсолютным нулем (отсутствием термодинамической энергии).

Названа в честь Уильяма Томсона. Казалось бы — причем здесь Кельвин. А вот Уильям Томсон был Lord Kelvin, вот так вот.

А в 1954 году на десятой главной конференции мер и весов (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM) решили, что фиксированной точкой шкалы Кельвина будет тройная точка воды (нашел старенький пост @Chemicat, ), и температура ее будет 273.16K.

Кстати, K пишется без значка градуса с 1968 года после 13 главной конференции, и градус после этой конференции стал 1/273.16 температуры тройной точки воды (ну как бы все равно тот же один градус как у Цельсия получился, только теперь научно).

Шкала Ранкина (Ранкин, Rankine, °Ra)

Шкала Делиля (Делиль, Delisle, °De)

Уже давно не используется, но была когда-то. Придумал в 1732 году Жозеф Николя Делиль. Ноль — температура кипения воды, а один градус это минус две трети градуса Цельсия (потому что температура замерзания воды по этой шкале 150°De).

Отсчет положительных значений идет в противоположном направлении таковому у Цельсия.

Вообще, это не очень удивительно — у Цельсия все тоже было сначала наоборот, но производители термометров развернули. А до Делиля руки не добрались — быстро как-то эта шкала зачахла.

Формула перевода в градусы Цельсия:

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Шкала Реомюра (Реомюр, Réaumur, °Ré, °Re)

Предложил Рене Антуан Реомюр в 1730 году. Собственно точка замерзания воды — 0°Re, точка кипения воды 80°Re.

Почему 80 — потому что 80 можно было делить пополам 4 раза, и все время получать целое число. Очень было модно у французов.

Формула перевода в градусы Цельсия:

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Шкала Рёмера (Рёмер, Rømer, °Rø)

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Почему же все эти забавные шкалы (ну, кроме верхних трех, с натяжкой, четырех) отвалились? Потому что французы, когда изобретали метрическую систему, решили что десятки — это то, что нам надо, и приняли судьбоносное решение использовать шкалу Цельсия. Так метрическая система, в лице Цельсия, заборола всех остальных.

Такую историю я слышал в школе.

0° — точка замерзания воды, 100° — точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении. Придумана Андерсом Цельсием аж в 1742 году.

В той шкале, что Андерс Цельсий придумал, 0° ― был точкой кипения, а 100° ― тройная точка воды.

То что сейчас используется ― это шкала Цельсия-Линнея от 1745-го.

До сих пор не понимаю, почему наглосаксы не перешли на Цельсия и ед. измерения СИ

Типа: «еб%%ие шакалы же есть, почему бы не быть температурным».

Вполне соответствовало первому предложению поста, кстати.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Праздники градусов

Подставим в формулу:

х = 1 681,2972625 = 1681 год, 19 апреля.

В это время ни один из этих ученых еще не родился. Фаренгейту было минус 5 лет и 35 дней, Цельсию минус 20 лет и 222 дня.

После этого решено было посчитать такую же дату для Фаренгейта/Кельвина.

Подставим в формулу:

х = 2 571,688615 = 2571 год, 8е сентября.

Добавление дней в расчеты сместило праздничную дату на 1 год.

Все, упоротый расчет закончен.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

То же самое

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Как зубы чувствуют холод

Зубные клетки реагируют на резкий холод с помощью собственного температурного рецептора.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Зубы болят от холода потому, что у них повреждена эмаль – из-за бактерий ли, или из-за пищевых кислот. В эмали образуются впадины, полости, выемки, которые делают зубы сверхчувствительными к низкой температуре. Связь между повреждениями эмали и повышенной чувствительностью к холоду была известна давно, но как именно зубы его чувствуют, долгое время оставалось загадкой.

Предполагалось, что здесь всё дело в крохотных каналах с жидкостью, которые пронизывают зуб: от перепада температуры жидкость двигается, и вот это движение жидкости воспринимается как холодовая боль. Но всё упирается в то, где у зубов холодовые рецепторы. Всё-таки зубы – не кожа, обычных терморецепторов на эмали у них нет, и в дентине, который лежит под эмалью, тоже нет. Но где-то они должны быть.

Любой рецептор – это белок (или комплекс белков), который встроен в мембрану сенсорной клетки и который работает как ионный канал. Рецептор реагирует на определённые воздействия – например, на понижение температуры. Когда становится холодно, белок-рецептор открывает поток ионов между наружной и внутренней стороной мембраны. Электрические параметры мембраны из-за этого мгновенно меняются, и возникает электрохимический импульс, который бежит к мозгу.

Около пятнадцати лет назад сотрудники Медицинского института Говарда Хьюза обнаружили ионный канал TRPC5, который оказался сверхчувствителен к холоду. Но обнаружили его как ген и соответствующий ему белок. Где в теле находится TRPC5, было неясно. Точно не в коже: мыши, у которых выключали ген TRPC5, продолжали чувствовать холод. Но тут кто-то вспомнил, что есть ещё один орган, который чувствует холод – это зубы.

Дальнейшие эксперименты на мышах показали, что TRPC5 действительно находится в зубах: у животных с отключённым геном TRPC5 никаких болевых сигналов в ответ на холод от зубов не передавалось. Точно также не было болевых сигналов, если ионный канал TRPC5 блокировали химически, чтобы он не работал. Кстати, вещества, что блокируют канал TRPC5, содержатся в гвоздичном масле – в старые (да и не в очень старые) времена его широко использовали, чтобы снять зубную боль.

Вместе с коллегами из Университета Эрлангена – Нюрнберга и других научных центров исследователи опубликовали статью в Science Advances, в которой говорится, что рецептор TRPC5 несут на себе клетки одонтобласты. Они сидят не границе между пульпой зуба и дентином; собственно, одонтобласты дентин и производят. У них есть длинные отростки, которые заполняет канальцы внутри дентина – те самые канальцы, о которых шла речь выше. Канальцы вместе с отростками одонтобластов могут достигать эмали. И если эмаль повреждена, отросток клетки легко почувствует резкий холод с помощью рецептора TRPC5. Одонтобласты соединены с нейронами, и потому сразу отправляют болевой импульс в мозг.

Конечно, лучше всего, когда сам следишь за зубами и не допускаешь, чтобы бактерии и кислота разрушали их эмаль. Но зубы у всех разные, и у кого-то они всю жизнь остаются плохими, несмотря на все усилия. Может быть, с новыми данными об одонтобластах и их рецепторах у нас появятся эффективные средства, которые позволят людям с холодочувствительными зубами спокойно есть мороженое.

Автор: Кирилл Стасевич

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

90 градусов

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Дорожный знак во время жары в Юте

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Это температура воздуха, а не лимит скорости

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Даже в Кельвинах проще

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Высокий интеллект

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Градусы

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Такие разные градусы

Сколько сегодня градусов? Как часто вы задаетесь этим вопросом, особенно перед тем как выйти из дома. Температура воздуха (наряду с наличием или отсутствием осадков) стала для нас ключевым параметром текущей погоды, а термометр – привычной частью быта. Но еще несколько столетий назад люди вообще не заботились измерением температуры воздуха, а термометры встречались лишь в немногочисленных научных лабораториях (да и то с XVI века). В этом плане, термометр и телескоп практически ровесники, но сравните, как часто вы пользуетесь телескопом и термометром…И редко задумываемся о том, что термометр имеет свою весьма занимательную историю.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Отличать тепло от холода умеет большинство живых организмов, это мы не можем записать в «актив» достижений человеческого разума. Но еще в древности люди заметили, что при нагревании воздух расширяется. Используя это свойство, александрийский математик и инженер Герон еще во II веке до н.э. построил систему поднятия воды путем нагревания.

Очевидным следующим шагом было научиться измерять степень нагревания/охлаждения воздуха. И, полтысячелетия спустя, другой математик, Филон Византийский якобы сконструировал некий прибор для измерения температуры воздуха и воды. По крайней мере, об этом есть упоминания в некоторых трактатах того времени. Но ни прибор, ни его чертежи так и не найдены, равно как нет информации о попытках повторить работу Филона. Поэтому эту попытку создания термометра мы не засчитываем. Пока не будет доказано иное.

Тысячу лет с лишним подвижек к решению этой задачи (измерения температуры) не было, а затем просто понеслось. Понеслось не случайно: в позднем Средневековье естествознание переживает очередной расцвет, растут университеты, открываются научные лаборатории. И им позарез нужна приборная база. В частности, инструмент, который мог бы точно измерить, как меняется температура (воздуха, растворов и проч.). Над созданием такого инструмента работали многие и сегодня лавры создателя термометра приписывают сразу нескольким ученым.

Перечислю лишь некоторых.

Итальянский физик Галилео Галилей. Сам он такой прибор не описывал, но его ученики засвидетельствовали, что в 1597 году он создал термоскоп.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Он представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной к нему стеклянной трубкой, которая помещалась в жидкость. Воздух в стеклянном шаре посредством горелки или простым растиранием ладонями нагревался, в результате чего он начинал вытеснять жидкость в стеклянной трубке, показывая тем самым степень увеличения температуры: чем тоньше была трубка, тем выше была «точность» прибора. Считается, что на эти изыскания Галилея вдохновили описания устройств Герона.

Итальянский же врач Санторио, много лет занимавшийся изучением анатомии и физиологии. Кстати, он преподавал в Падуанском университете примерно в те же годы, когда там обучался Уильям Гарвей, человек, объяснивший, как работает сердце. Для своих опытов Санторио сам придумывал и изготавливал оборудование. Так в 1626 году он построил ртутный термометр, который мог измерять температуру человеческого тела. Прибор мало напоминал современные градусники: имело форму шара и продолговатую извилистую трубку, на которой были нарисованы деления, свободный конец трубки заполняли подкрашенной жидкостью. Измерения были грубыми, но, с точки зрения медицины, главным достижением Санторио было то, что он установил: у здорового человека должна быть постоянная температура тела. Нам это кажется очевидным, но до Санторио врачи об этом не задумывались.

Были и другие претенденты. На протяжении определенного времени, усовершенствования термометров касались их формы и содержимого, но не точности. Голландец Ван-Дребель доработал термоскоп, сделав его более чувствительным и окрасил воду, что облегчило работу с ним. В Флорентийской академии научились делать термометры, не зависящие от атмосферного давления: вместо воды, термометры стали заполнять подкрашенным спиртом, а верх стеклянной трубки запаивать. Но чем больше становилось термометров, тем острее вставал вопрос их «стандартизации», появления общепринятых единиц измерения температуры.

В 1672 году немецкий физик и, по совместительству, бургомистр города Марбурга Отто фон Герике создал семиметровый прибор измерения температуры с восемью делениями, от «великого холода» до «великой жары».

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Термометр Герике. Иллюстрация из книги Otto von Guericke’s Experimenta Nova Magdeburgica.

Текущую температуру на шкале указывала подвижная фигурка ангела, а в качестве начальной точки (того самого «великого холода») он взял температуру первых осенних заморозков. Проблема в том, это была величина переменная, а приборам в качестве «точки отсчета» требуется константа.

Примерно в те же годы известный физик Роберт Бойль (1627—1691) предложил принять за исходную точку температуру замерзания воды. Однако вскоре обнаружили, что для построения шкалы одной исходной точки недостаточно. Сначала, с подачи Гюйгенса в качестве второй точки стали брать температуру кипения воды. Далее Ньютон сделал еще более подробную шкалу с шестью температурными отметками: 1° – тающего льда, 2° – человеческой крови, 3° – плавления воска, 4° – кипения воды, 5° – плавления сплава свинца, висмута и олова и 6° – плавления чисто свинца.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Есть и криптоисторическая версия о том, что Фаренгейт был масоном и имел в ложе степень посвящения «32 градуса». Отсюда, дескать, и взята разница в 32 градуса между нулем на его шкале и точкой таяния льда, ставшая отправной для определения всех последующих констант.

Что там было на самом деле с масонами, история темная. Но достоверно известно, что достижения Фаренгейта были отмечены принятием в члены Лондонского королевского общества (одной из первых европейских Академий наук), а его шкала используется по сей день (главным образом в Великобритании и США). Есть относительно несложный способ перевести температуру по Фаренгейту в привычные нам градусы по Цельсию: следует от данного числа отнять предварительно 32, а затем полученный остаток помножить на 5/9. Соответственно, если требуется обратный перевод («из Цельсия в Фаренгейта»), градусы их следует помножить на 9/5 и к произведению прибавить 32.

Система Фаренгейта оказалась не единственной. В 1730 году французский ученый Рене Антуан Реомюр предложил свой вариант шкалы.

что такое градус кельвина. Смотреть фото что такое градус кельвина. Смотреть картинку что такое градус кельвина. Картинка про что такое градус кельвина. Фото что такое градус кельвина

Некоторые дореволюционные термометры Реомюра благополучно дожили до наших дней

Реомюр построил ее в соответствии с тепловым расширением жидкости. Обнаружив, что при нагревании смесь воды со спиртом между температурами замерзания и кипения воды расширяется на 80 тысячных своего объема (современное значение — 0,084), Реомюр разделил этот интервал на 80 градусов. Термометры Реомюра были весьма распространены вплоть до начала ХХ века, пока их не вытеснили приборы, работающие по шкале Цельсия.

Свой вариант температурной шкалы шведский астроном Андреас Цельсий предложил еще в 1742 году. Он поделил расстояние между точками на 100 интервалов, цифрой 100 была отмечена точка таяния льда, а 0 — точка кипения воды. И на сегодня это самый распространенный способ измерять температуру.

А дальше произошел своеобразный повтор ситуации времен Галилея и Санторио – термометры изготавливали повсеместно, но использовали при этом самые разные шкалы, помимо упомянутых Фаренгейта, Реомюра и Цельсия был еще с десяток вариантов. Использованию в быту это сильно не мешало, другое дело в науке или на производстве (а термометры к тому времени перестали быть исключительно научным прибором). Ведь для того, чтобы воспроизвести процесс по чьим-то записям, предварительно требовалось «перевести» градусы, которыми пользовался автор в те, что были на вашем термометре. Кроме того, вскоре выяснилось, что даже тщательно проградуированные приборы с разными жидкостями показывают разную температуру. При 50° С по ртутному термометру спиртовой показывал 43 ° С, термометр с оливковым маслом – 49 ° С, а с соленой водой – 45,4 ° С.

В общем, требовалось довести процесс стандартизации до конца. И это успешно проделал другой известный физик У. Томсон (лорд Кальвин). В 1848 году он предложил измерять не температуру, а количество тепла, которое в определенном процессе, называемом циклом Карно, передается от горячего тела к холодному: оно определяется только их температурами и совершенно не зависит от нагреваемого вещества. В термодинамической, или абсолютной, шкале температур, построенной на этом принципе, единица температуры называется кальвин.С точки зрения науки шкала Кальвина была оптимальным решением. Но с позиций повседневной практики, весьма неудобной, да и воспроизвести цикл Карно вне метрологической лаборатории было затруднительно. Поэтому шкала Кельвина (доработанная в прошлом веке) востребована в основном в науке, а в остальных сферах человечество обходится шкалами Фаренгейта и Цельсия (а кое-где и шкалой Реомюра).

Ну и напоследок, еще один интересный факт из истории термометров. Внедрение их в широкую терапевтическую практику в нашей стране связано с именем знаменитого врача Сергея Петровича Боткина. Ко времени начала его работы в Императорской медико-хирургической академии уже были созданы предпосылки для перехода от эмпирической терапии к научной, с обоснованными объективными методами диагностики и лечения больных. Но именно он стал «локомотивом» этого процесса в русской медицине. В частности, методологически обосновал необходимость измерения температуры пациента, как при первичном осмотре, так и в процессе лечения.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *