КУРСОВА РОБОТА На тему:Основні температурні шкали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

                        На тему:Основні температурні шкали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Харків-2020

                                                  Реферат

Курсова робота:  31 ст. ,7 рисунків, 5 літературних джерел.

Об’єкт дослідження – температурні шкали.

Мета роботи – розглянути основні температурні шкали їх види та специфіку.

В даній роботі проведений аналіз теоретичного матеріалу. Розглянута загальна  характеристика температурних шкал.

 

Ключові слова:ТЕМПЕРАТУРА,ТЕМПЕРАТУРНІ ШКАЛИ,ТЕРМОМЕТРИ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      ЗМІСТ

 Вступ………………………………………………………………………….4

1.Загальні положення ……………….…….……….………………….. 6

2.Температура функція термодинамічної системи…………………………  8

2.1.Температура є єдиною функцією термодинамічної системи…………....8

3.Види температурних шкал……………………………….………..13

3.1.Шкала Цельсія.Історія…………………………………………………...  13

3.2.Шкала Реомюра….……………..………….……………….…………..  ..15

3.3.Шкала Фарангейта.Історія……………………………………..…………15

3.4.Шкала Кельвіна.Історія……………………………………..………… . . 20

4.Види  термометрів..……………………………………………………...23

Висновок……...….….…….…………………………………….………….30

       Література….. .…….……….… …….………….………….………………31

 

                                                          Вступ

 Вимірювання температур поряд з вимірами інших величин має досить важливе значення в науці і техніку. Сучасне промислове виробництво неможливе без температурного контролю. Досить звернути увагу на такі галузі промисловості, як чорна і кольорова металургія, хімічна і нафтопереробна промисловість, у багатьох технологічних процесах яких температурний контроль має вирішальне значення.

Першим приладом, призначеним для температурних вимірів, був повітряний термометр, застосований Галілеєм у 1598 р.

  Д.И. Менделєєв у 1898 р. організував першу теплову лабораторію при Головній Палаті міри і ваги. Д.И. Менделєєвим були проведені перші роботи з термометрії.

Однак у той далекий час не було установ, що займаються спеціально дослідженнями в області температурних вимірів, як не було і заводів, яко выпускают приладил для вымру температур. Уса діяльність Головної Палати міри і ваги і її філій зводилася в цій області вимірів тільки до перевірки медичних термометрів.

Ці роботи зараз в основному спрямовані на те, щоб забезпечити єдність і точність передачі одиниці вымру температури від еталона до робочого приладу; розширити межі вымру в області низьких і високих температур і підвищити точність вымру; розробити методи й апаратуру для градуювання і перевірок приладів, яко вимірюють температури; створити нові методи вымру температур і нові приладил для задоволення потреб промисловості.

Над створенням нових конструкцій приладів для вимірювання температур і дослідженнями в області температурних вимірів працюють у даний час багато науково-дослідних і конструкторських організацій країни.

Важливі метрологічні роботи були виконані по ВНІІМ І.І. Киренковим, А.Н. Гордовим, Ф.З. Алієвою й іншими співробітниками. Це дослідження з визначення температур реперних точок Міжнародної практичної температурної шкали (МПТШ), метрологічні роботи в області оптичної пірометрії, дослідження нових рівноподілкових ртутних термометрів високої точності.

Дослідження, початі в Харківському науково-дослідному інституті метрології (ХГНІІМ) В.В. Кандибою, В.А. Ковалевським, В.Е. Финкельштейном і іншими, завершилися створенням високоточних зразкових оптичних пірометрів і потім перших у світі спектропірометричних компараторів і приладів. Крім того, розроблені в цьому інституті нові методи екстраполяції до високих температур сприяли значному підвищенню точності вымру і розширенню меж вымру в області високих температур.

                                  1.Загальні положення

  Слово «температура» виникло в часи, коли люди вважали, що в більш нагрітих тілах міститься більша кількість особливої речовини — теплецю, ніж в менш нагрітих. Тому температура сприймалась як міцність суміші тіла і теплецю. Внаслідок цього одиниці вимірювання міцності спиртних напоїв та температури називаються однаково — градусами

Існує декілька визначень температури:

1. На побутовому рівні температура пов'язана із суб'єктивним сприйняттям «тепла» і «холоду». Наші відчуття дозволяють розрізняти якісні градації нагріву тіл: теплий, холодний, гарячий. Але придатна для науки кількісна міра ступеня нагріву не може бути виміряна за допомогою відчуттів. Простий експеримент підтверджує це. Якщо потримати одну руку у холодній воді, а другу — у гарячій, а потім обидві помістити у теплу воду, то рука, яка була у холодній воді буде відчувати тепло, а рука, що була у гарячій — холод. Крім того, за допомогою відчуттів ми можемо оцінювати ступінь нагріву чи охолодження у дуже вузькому діапазоні. Таким чином, необхідним є пов'язати кількісне вимірювання температури і побудову температурної шкали з об'єктивними фізичними явищами.

У класичній термодинаміці поняття емпіричної температури тісно пов'язане з рівновагою ізольованих систем, а саме — з тепловою рівновагою. Якщо дві ізольовані від навколишнього середовища рівноважні системи {\displaystyle A}і {\displaystyle B} ввести у тепловий контакт, який забезпечує особливий вид передачі енергії — прямий теплообмін між двома системами, то стан цих систем почне змінюватись до тих пір, поки між ними не настане стан рівноваги. Цей вид рівноваги, що не пов'язаний з масообміном, зміною тиску, концентрації або з хімічними перетвореннями, називається тепловою або термічною рівновагою. Теплова рівновага — це такий стан, який допускає можливість здійснення оборотного теплообміну між системами необмежено довго без зміни їх стану.

Вихідне визначення температури формулюється так:

Температурна шкала (рос. температурная шкала; англ. temperature scale; нім. Temperaturskala f) — шкала, в якій вимірюється температура.

Історично склалися різні температурні шкали.

У шкалі Цельсія за реперні точки взято точку танення льоду, якій присвоєно значення 0, і точку кипіння води, якій присвоєно значення 100 (запропонована шведським фізиком Цельсієм в 1742 році).

У шкалі німецького вченого Фаренгейта реперними прийнято точку плавлення суміші снігу з сіллю з числом 32, точку кипіння води з числом 212 і температуру людського тіла з числом 92.

Французький вчений Реомюр точку танення льоду позначив числом 80, температуру кипіння води — 0 і розділив шкалу між цими точками на 80 рівних частин-градусів (1730 рік).

Абсолю́тна температу́рна шкала́, шкала́ Ке́львіна — температурна шкала, в якій початковою точкою є абсолютний нуль

Для перерахунку показів з одної шкали на іншу використовують такі прості формули:

 2.Температура функція термодинамічної системи

 2.1.Температура є єдиною функцією стану термодинамічної системи.

Звідси випливає, по перше, що вищезгадані системи {\displaystyle A} {\displaystyle B}, які перебувають між собою у стані теплової рівноваги мають однакову температуру у будь-якій температурній шкалі, а, по друге, — дві системи, які не знаходяться одна з одною у тепловому контакті, але кожна з них нарізно знаходиться у тепловій рівновазі з третьою системою (вимірювальний прилад) мають однакову температуру. Останнє твердження має назву властивість транзитивності термодинамічної рівноваги. Деякі автори (Р. Фаулер і Е. Гуггенгейм) вважають цю властивість, яка почерпнута з загальнолюдського досвіду, нульовим законом термодинаміки.

Безпосереднє вимірювання температури є неможливим. У приладах для вимірювання температури (термометрах) використовують термометричне тіло, яке вводять у тепловий контакт з тілом, температуру якого потрібно виміряти. Фізична величина, яка знаходиться у функціональній залежності від температури і є її індикатором, має назву — термометрична величина. Наприклад, у рідинних термометрах термометричним тілом є рідина у резервуарі термометра, а термометричною величиною — об'єм рідини. У термометрах опору термометричним тілом є металеві дроти або напівпровідники, а термометричною величиною — їх електричні опори.

Температура, що вимірюється термометрами називається емпіричною температурою. Строго кажучи, покази термометрів з різними термометричними тілами різняться між собою і збігаються лише в реперних точках. Наступним недоліком емпіричної температури є відсутність безперервної термометричної шкали, тому що жодне термометричне тіло неспроможне виконувати своє призначення у всьому діапазоні можливих температур.

Другий закон термодинаміки, а саме його частина — принцип існування абсолютної температури і ентропії {\displaystyle \delta Q^{*}=TdS}, усуває цей недолік і дозволяє встановити термодинамічну шкалу, незалежну від термометричного тіла. Температура, виміряна за цією шкалою, є абсолютною або термодинамічною температурою.

  Поряд з термодинамічним, в інших розділах фізики можуть вводитись й інші визначення температури. На мікроскопічному рівні температура пов'язана із тепловим рухом атомів та молекул, із яких складаються фізичні тіла, а саме — з їх середньою кінетичною енергією. Тому у молекулярно-кінетичній теорії справедливим буде таке визначення:

Температу́ра — скалярна фізична величина, яка характеризує середню кінетичну енергію частинок макроскопічної системи, що припадає на один ступінь вільності.

За словами П. Л. Капиці:

…мірилом температури є не сам рух, а хаотичність цього руху. Хаотичність стану тіла визначає його температурний стан, і ця ідея (яка вперше була розроблена Больцманом), що певний температурний стан тіла зовсім не визначається енергією руху, але є хаотичністю цього руху, і це те нове поняття в описі температурних явищ, яким ми повинні користуватися…

 

  Температура — фізична величина, що є мірою інтенсивності теплового руху атомів і молекул.

Температуру, що входить як параметр у розподіл Больцмана, часто називають температурою збудження, у розподіл Максвелла — кінетичною температурою, у формулу Саха — іонізаційною температурою, у закон Стефана — Больцмана — радіаційною температурою. Для системи, що перебуває у термодинамічній рівновазі, усі ці параметри рівні між собою, і їх називають просто температурою системи[6].

Температурні шкали.

Для однозначного визначення температури різними методами й на основі зміни різних властивостей термометричних тіл, термометри необхідно градуювати. Для цього використовуються температурні шкали. В основі температурних шкал — особливі реперні точки, яким присвоюється певне значення температури. Історично склалися різні температурні шкали, що використовують різні реперні точки, які пов'язані з певними фізичними явищами, що відбуваються за певних температур.

В Міжнародній системі одиниць (СІ) термодинамічна температура належить до семи основних одиниць і виражається у кельвінах. До похідних величин СІ, які мають спеціальну назву, належить температура Цельсія, яка вимірюється у градусах Цельсія[7]. На практиці часто застосовують градуси.Цельсія через історичну прив'язку до важливих характеристик води — температури танення льоду (0 °C) і температури кипіння (100 °C). Це зручно, оскільки більшість кліматичних процесів, процесів у живій природі, тощо пов'язані з цим діапазоном. Зміна температури на один градус Цельсія тотожна зміні температури на один Кельвін. Тому після введення в 1967 році нового визначення Кельвіна, температура кипіння води перестала грати роль незмінної реперної точки і, як показують точні вимірювання, вона вже не дорівнює 100 °C, а близька до 99,975 °C[8].

У Міжнародній системі одиниць (СІ) для вимірювання температури застосовується шкала Кельвіна і символ {\displaystyle K} (за цієї умови знак градусу ° відсутній). Широкий вжиток також мають системи Цельсія і Фаренгейта.

За шкалою Кельвіна

0 градусів відповідають абсолютному нулю, тобто повній відсутності руху молекул. Інша реперна точка — потрійна точка води. Її температура 273,16 К вибрана так, щоб один кельвін відповідав одному градусу за шкалою Цельсія. Температура за шкалою Кельвіна називається абсолютною температурою. Вона позначається великою латинською літерою T. Шкала Кельвіна використовується у фізиці. Її називають термодинамічною шкалою, оскільки вона найкраще визначена. Наприклад, потрійна точка води на відміну від температури замерзання, не залежить від тиску.

За шкалою Цельсія

0 °C відповідає температура замерзання води, 100 °C — температура кипіння води (під дією тиску в 1 атмосферу). Здебільшого температура за шкалою Цельсія позначається маленькою латинською літерою t.

За шкалою Фаренгейта

замерзання і кипіння води розділяють 180 °F. Один градус за Фаренгейтом дорівнює 5/9 кельвіна або градуса Цельсія. Вода замерзає за 32 °F, а кипить за 212 °F.

Існували також інші системи вимірювання температури, які тепер вийшли з ужитку, такі як:

• шкала Ранкіна
• шкала Деліля
• шкала Ньютона
• шкала Реомюрашкала Ремера

 

Суміжні поняття у фізиці

• Термодинамічна температура
• Абсолютна від'ємна температура
• Ефективна температура
• Колірна температура
• Спектрофотометрична температура

Температури фазових переходів тощо

• Критична температура
• Температура кипіння
• Температура плавлення
• Температура склування
• Температура розм'якшення

Стосовно магнітних явищ

• Температура Моріна
• Температура Кюрі
• Температура Нееля

У фізиці твердого тіла

• Температура Дебая

У біології

• Температура тіла
• Базальна температура
• Активна температура

У астрономії

• Температура зорі

У хімії

• Температура самозаймання
• Температура займання
• Температура спалаху
• Температура вибуху
• Температура тління

У геології

• Аномальна пластова температура

                        3.Види температурних шкал

 Системи порівняльних числових значень температури. Існують абсолютні термодинамічні температурні шкали (шкала Кельвіна) і різні температурні шкали, що пояснюють властивості речовин (теплове розширення, зміна електричного опору з температурою та ін.). Температурна шкала, яка практично відтворює шкалу Кельвіна (1 К = 1 °С), називається міжнародною температурною шкалою.

 

3.1. Шкала Цельсія. Цельсій Андерс (1701-1744), шведський астроном і фізик. Учасник Лапландської експедиції щодо вимірювання дуги меридіана (1736-1737). Запропонував (1742) температурну шкалу, в якій 1 градус (1 °С) дорівнює 1/100 різниці температур кипіння води і танення льоду при атмосферному тиску. Точка танення льоду прийнята за 0 °С, кипіння води — за 100 °С.

 

Градус Цельсія — одиниця вимірювання температури за шкалою Цельсія. Для позначення одиниці використовується символ °C. Широко використовується в побуті та медицині.

  Градус Цельсія названий на честь шведського вченого Андерса Цельсія, який запропонував в 1742 нову шкалу для вимірювання температури. За нуль за шкалою Цельсія прийнята температура плавлення льоду (та замерзання води), а за 100 градусів — температура кипіння води (та конденсації пари) за нормального атмосферному тиску. Початково Цельсій за 100° взяв температуру танення льоду, а за 0° — температуру кипіння води. І лише згодом його співвітчизник М. Штремер «перевернув» цю шкалу.

   Ця шкала є лінійною в інтервалі 0 — 100 °C і лінійно продовжується в області нижче 0 °C та вище 100 °C.

 

 

Історія:

 1665 року нідерландський фізик Християн Гюйгенс та англійський фізик Роберт Гук вперше запропонували використовувати як точки відліку температурної шкали температури танення льоду та кипіння води.

 

1742 року шведський астроном, геолог та метеоролог Андерс Цельсій (1701–1744) на підставі цієї ідеї розробив нову температурну шкалу. Початково на ній за 100 °С була прийнята температура замерзання води та плавлення льоду, а за 0 °С — температура кипіння та конденсації води. Пізніше, вже після смерті Цельсія, його сучасники та співвітчизники Карл Лінней та Мортен Штремер використовували цю шкалу у перевернутому вигляді (0 °С — точка замерзання води, 100 °С — точка кипіння води). Саме у такому вигляді систему було прийнято.

 За одними даними, Цельсій сам перевернув шкалу за порадою М. Штремера. За іншими даними, шкалу перевернув Карл Лінней 1745 року. А за третіми — шкалу перевернув наступник Цельсія Мортен Штремер, і у XVIII сторіччі такий термометр був широко розповсюджений під назвою «шведський термометр», а власне у Швеції — під іменем Штремера, але найвідоміший шведський хімік Єнс Якоб Берце́ліус у своєму «Посібнику з хімії» назвав шкалу «Цельсієвою» і з того часу стоградусна шкала стала носити ім'я Андерса Цельсія.

Цельсій у своїй праці «Observations of two persistent degrees on a thermometer» розповів про свої експерименти, які показали, що температура танення льоду не залежить від тиску. Він також визначив з дивовижною точністю, як температура кипіння води варіювалася (змінювалася) залежно від атмосферного тиску. Він припустив, що позначку °С можна відкалібрувати, знаючи, на якому рівні відносно моря знаходиться термометр.

Початкове визначення градуса Цельсія залежало від значення стандартного атмосферного тиску (температура кипіння води, як і температура плавлення льоду, залежить від тиску). Це не дуже зручно для стандартизації одиниці вимірювання. Тому після прийняття кельвіна основною одиницею вимірювання термодинамічної температури визначення градуса Цельсія було переглянуте.

За сучасним означенням, величина градуса Цельсія дорівнює одному кельвіну, а нуль шкали Цельсія встановлений таким чином, що температура потрійної точки води за шкалою Цельсія становить 0,01 °C. В результаті шкали Цельсія та Кельвіна зсунуті на 273,15 одиниці:

°C = K − 273,15

Температуру за шкалою Цельсія заведено позначати малою латинською літерою t, а термодинамічну температуру — великою латинською літерою T.

 

3.2. Шкала Реомюра. Реомюр Рене Антуан (1683-1757), французький природодослідник. Запропонував температурну шкалу, названу його іменем, один градус якої дорівнює 1/80 різниці температур кипіння води і танення льоду при нормальному атмосферному тиску. Шкала запропонована в 1730 році.

 

3.3. Шкала Фаренгейта. Фаренгейт Габріель Данієль (1686-1736), німецький фізик. Працював у Великобританії і Нідерландах. Виготовив спиртовий(1709)і ртутний (1714)термометри. Запропонував температурну шкалу, названу його іменем, 1 градус якої дорівнює 1/180 різниці температур кипіння води і танення льоду при нормальному атмосферному тиску, а точка танення льоду має температуру +32 °F. Шкала запропонована в 1724 році.

Шкала́ Фаренге́йта або шкала́ Фаренга́йта—  шкала заснована на шкалі, запропонованій в 1724 році фізиком Данієлем Габрієлем Фаренгейтом і названа на його честь. Одиницею вимірювання є гра́дус Фаренге́йта, або гра́дус Фаренга́йта (°F).[1] За нульову точку Фаренгейт прийняв температуру соляного розчину (лід, вода і хлорид амонію в співвідношенні 1:1:1). Стабілізація температури такого розчину відбувалася при 0 °F (−17.78 °C). Друга точка 32 °F була точкою плавлення льоду, тобто температурою суміші льоду і води в співвідношенні 1:1 (0 °C). Третя точка — це нормальна температура людського тіла, якому він приписав 96 °F.

Надалі вчені вирішили трохи перевизначити шкалу, приписавши точне значення двом добре відтвореним реперним точкам: температурі плавлення льоду 32 °F і температурі кипіння води 212 °F. При цьому нормальна температура людини за такою шкалою після нових, більш точних вимірювань вийшла близько 98 °F, а не 96 °F. Таким чином, температурний проміжок між цих двох реперних точок становить 180 °F.

Наприкінці XX століття шкала Фаренгейта використовувалася як офіційна лише на території США. Станом на сьогодні більшість держав використовує шкалу Цельсія. 

  Конвертування шкали Фаренгейта в інші температурні шкали:За шкалою Фаренгейта, температура замерзання води становить 32 °F, в той час як температура кипіння становить 212 °F. Таким чином, ці дві точки розділяє проміжок в 180 °F. Тобто, один градус за шкалою Фаренгейта становить 1⁄180 від різниці між температурою замерзання та кипіння води. Натомість, за шкалою Цельсія дана різниця складає 100°. З цього виходить, що 1 °F еквівалентний  5⁄9°C . Цікаво, що шкала Фаренгейта та шкала Цельсія «перетинаються» на значенні −40° (−40 °F = −40 °C).

Абсолютний нуль становить −273.15 °C та, відповідно−459.67 °F

 Шкала  Ранкіна використовує градуси, яко еквіваленті градусам за шкалою Фаренгейта, але з одною відмінністю  — за абсолютний нуль тут прийнято вважати 0 °R, що схоже на співвідношення шкали Цельсія до шкали Кельвіна (1 °C = 1 °K, але абсолютний нуль за шкалою Кельвіна дорівнює 0°K) [3]

Шкала Фаренгейта використовує символ ° для того, щоб позначити 1 градус на шкалі (як і в шкалі Цельсія), та символ F, щоб вказати одиниці вимірювання за шкалою Фаренгейта (Напр. «Галій плавиться за температури 85.5763 °F») чи, щоб виразити різницю чи неточність температури (Напр. «Обігрівач здатен нагріти повітря до 72 °F» та «Стандартна похибка складає ±5 °F»)

Для точного переведення величин можуть бути використані наступні формули.(f — температура в °F, c — температура в °C)

 

(f − 32) × 59= (f − 32)1.8 = c °C

(c × 95) + 32 = (c × 1.8) + 32 = f °F

 

При точному перетворенні можна побачити дану схожість: -40 °F = -40 °C

((f + 40) ÷ 1.8) − 40 = c.

((c + 40) * 1.8) − 40 = f.

 

 

 

 

 

Історія виникнення:

 

Фаренгейт запропонував свою температурну шкалу, яка була створена на основі двох реперних точок, в 1724 році. В його початковій шкалі (яка не є кінцевою шкалою Фаренгейта), за нульову точку було взято температуру суміші льоду, води та хлорид амонію, тобто,  0 °F (−17.78 °C). Наступною відміткою була температура людського тіла, а саме — 96 °F. 

 Згідно з історією, родом з Німеччини, Фаренгейт насправді вибрав за нульову точку температуру повітря, яку він виміряв у його рідному місті, Гданську, під час зими в 1708 році та позначив її за 0 °F, і лише потім відтворив її за допомогою ропи. Існує пояснення чому 0 °F дорівнює −17.78 °C, хоча температура охолодження хлорид амонію відповідає −3 °C: воно засноване на тому, що температура охолодження NaCl (солі) складає −21.1 °C; інше пояснення полягає в тому, що Фаренгейт не мав достатньо якісної ропи, для того щоб досягти евтектичної рівноваги (Напр. він повинен був отримати розчин солі, а вона могла не повністю розчинитися). В будь-якому випадку після того шкала Фаренгейта ще не раз змінювалася.

Керуючись листом, який Фаренгейт послав своєму другу, Герману Бургаве, його шкала була побудована на праці Оле Ремера, якого він зустрів раніше. За шкалою Ремера, ропа замерзає за температури нуль градусів, вода замерзає за температури 7,5°,температура людини дорівнює 22,5°, а вода закипає за температури 60°. Фаренгейт помножив кожне значення на чотири, з метою уникнення фракцій  та, щоб підвищити точність шкали. Потім він відкалібрував його шкалу, використавши температуру танення льоду та температуру людини (30 та 90 °F); пізніше він скорегував ці температури до 32 °F та 96 °F, тобто проміжок між ними склав 64 °F. Потім він розділив інтервал 64 °F на 2, що дозволило йому позначити градусну шкалу за допомогою простих інструментів, методом розділення одного проміжку ще на 6 частин.

 Фаренгейт зрозумів, що вода закипає за температури приблизно 212 °F. Використання температури замерзання та температури кипіння води як реферних точок набуло популярності за допомогою праці Андерса Цельсія (пізніше, використання цих двох точок було прийняте Лондонським Королівським Товариством на чолі з Генрі Кавендішом в 1776 році). Через це, шкала Фаренгейта була змінена так, що температура замерзання води дорівнювала 32 °F, а температура кипіння дорівнювала 212 °F, тобто, на 180 °F більше. Через цю причину, на перевіреній шкалі, температура людського тіла приблизно дорівнювала 98 °F, в той час як вона дорівнювала 90 ° за зміненою шкалою Ремера, та 96 °за оригінальною шкалою Фаренгейта.

Шкала Ранкіна була заснована на шкалі Фаренгейта, проте абсолютному нулю дорівнював 0 °.

Шкала Фаренгейта була стандартом для кліматичних, індустрійних та медичних цілей в англомовних країнах до 1960-х років. В пізніх 1960-х та 1970-х роках, шкала Цельсія замінила шкалу Фаренгейта в більшості країн, окрім США.Шкала Фаренгейта широко використовується в більшості штатів США. Наприклад: у прогнозах погоди, в приготуванні їжі та температури охолодження переважно надаються за шкалою Фаренгейта. Науковці, наприклад метеорологи використовують шкалу Цельсія чи Кельвіна в усіх країнах.На початку XX століття Фредерік Хаслі та Дейл повідомив, що відмова використовувати шкалу, розділену на сто градусів (шкала Цельсія) в США, зумовлена великим розміром 1 градуса та тим, що 0, за шкалою Фаренгейта, розташований нижче.

Канада використовувала Міжнародну систему одиниць, але також Канада підтримувала традиційні одиниці вимірювання. Канадський прогноз погоди транслювався з використанням шкали Цельсія, проте синоптики мали можливість використовувати шкалу Фаренгейта, особливо для міжнародних прогнозів. Практично всі канадські духові печі використовували шкалу Фаренгейта. Канадські термометри, як цифрові так і аналогові, використовували шкалу Фаренгейта та шкалу Цельсія. Також, в деяких випадках (наприклад, температура в басейні чи температури для готування), температури все ж вимірюються за шкалою Фаренгейта.

У межах ЄС обов'язкове використання шкали Кельвіна чи шкали Цельсія, коли мова йде про вимірювання температури в сферах «економіки, медицини, безпеки та адміністрування». Наприклад, символи прання, яко використовуються в Великій Британії, слідують нормам ISO 3758:2005, за якими температуру прання слід вказувати лише в градусах за Цельсієм. Схожі правила використовуються в Північній Америці, використовується 6 точок, щоб відділити температуру в Цельсіях.

У межах нерегульованих законодавчо сферах, таких як журналістика, немає чітких норм у використанні температурних шкал. Наприклад, в Британії можна використовувати як градуси в Фаренгейтах, так і в Цельсіях.

Для швидкого, але приблизного, переведення температури зі шкали Фаренгейта до шкали Цельсія можна скористатися простою формулою: від Фаренгейта відняти 30 і результат поділити на 2. Наприклад, для 80°F: 80-30=50, 50/2=25°С, що не так далеко від точного значення 26,7°С

3.4. Шкала Кельвіна. Томсон Уїльям (з 1892 року за наукові досягнення одержав титул барона Кельвіна) (1824-1907), англійський фізик (шотландський), член (1851) і президент (1890-1895) Лондонського королівського товариства, почесний член Петербурзької Академії наук (1896). Запропонував абсолютну термодинамічну шкалу температур (1848). Нині Міжнародною системою одиниць за основну одиницю температури обрано кельвін. Абсолютний холод відповідає -273 °С (точніше -273,15 °С) за шкалою Кельвіна.

 Кельвіна температура шкала є найбільш часто використовується шкала абсолютних температур в світі. Ось визначення масштабу і погляд на його історію і використанні.

Кельвіна Шкала температур:

• Температурна шкала Кельвіна є абсолютною температурною шкалою, яка визначена з використанням третього закону термодинаміки.
• Тому що це абсолютна шкала, температура в градусах Кельвіна, записана не має ступеня.
• Нульова точка шкали Кельвіна дорівнює абсолютний нуль, що, коли частинки мають мінімальну кінетичну енергію і не можуть отримати більш холодними.
• Кожен блок (ступінь, в інших масштабах) становить 1 частина в 273,16 частинах різниці між абсолютним нулем і потрійною точкою води. Це той же розмір блоку як градусів Цельсія.

 

   Температурна шкала Кельвіна є абсолютною температурою шкала з нулем при абсолютному нулі . Тому що це абсолютна шкала, вимір , зроблене з використанням шкали Кельвіна не має ступеня. Кельвін (зверніть увагу на малу літеру) є базовою одиницею температури в Міжнародній системі одиниць (СІ).

До недавнього часу одиниця шкали Кельвіна були заснована на визначенні , що обсяг з газу при постійному (низькі) тисків прямо пропорційний температурі і що 100 градусів відокремлює заморожування і точку кипіння води.  Тепер, блок Кельвіна визначаються за допомогою відстані між абсолютним нулем і потрійною точкою води. Використовуючи це визначення, один кельвін такої ж величини, як один градус за шкалою Цельсія, що робить його легко конвертувати між вимірами Кельвіна і Цельсія.

16 листопада 2018 року, було прийнято нове визначення. Це визначення встановлює розмір Кельвіна блоку на основі постійна Больцмана. Станом на 20 травня 2019 року, кельвін, моль, ампер, і буде кілограмовий бути визначена з використанням термодинамічних констант.

Використання:

Температура Кельвіна написана з великою літерою «К» і без символу ступеня, такі , як 1 К, 1120 К. Зверніть увагу , що 0 До «абсолютний нуль» , і є (зазвичай) ніяких негативних температури Кельвіна .

Історія:

Вільям Томсон, пізніше названий лорд Кельвін, написав статтю за абсолютною шкалою Thermometric в 1848. Він описав необхідність для температурної шкали з нульовою точкою при абсолютному нулі, яку він обчисленої еквівалентний -273 ° C. Шкала Цельсія в той час була визначена з використанням точки замерзання води.

У 1954 році 10-ї Генеральної конференції з мір та ваг (CGPM) формально визначив шкалу Кельвіна з нульовою точкою абсолютного нуля, а другий точки визначальним у потрійній точці води, яка була визначена як саме 273,16 кельвінів. В цей час, шкала Кельвіна була виміряна за використанням градусів.

13 ГК змінили одиниці шкал від «градуса Кельвіна» або ° К до Кельвіна і символ К. 13 ГК також певні блок, як 1 / 273,16 температури потрійної точки води.

У 2005 рік підкомітет ГК, в Comité International дез заходи і ваги (CIPM), зазначеному потрійна точка води потрійної точки води з ізотопним складом називається Відень Стандартної среднеокеанічеськой води.

У 2018 році, 26 - ГК переопределили Кельвін з точкою зору Больцмана постійної величини 1,380649 × 10 ^-23  Дж / К.

    Хоча блок був перевизначений з плином часу, практичні зміни в блоці, як настільки малі, що вони не роблять істотного впливу більшості людей, які працюють з пристроєм. Тим не менш, це завжди гарна ідея, щоб звернути увагу на значущих цифр після десяткової точки при перетворенні між градусів Цельсія і Кельвіна.

                                   4.Види термометрів

Термометр - це прилад, який був придуманий і зроблений для вимірювання температури фізичних тіл. Це може бути температура повітря, температура води, температура тіла людини і так далі. Сфера застосування термометрів дуже велика. Адже їх використовують в медицині, метеорології, сільському господарстві, агрономії, будівництві, в побуті, при ремонтних роботах в різних галузях і т.д .

Перший термометр був придуманий і втілений в життя в 1597г. вченим Галілео Галілеєм. Це був примітивний термометр, але все ж дієвий. Удосконалив термометр астроном і фізик Андерс Цельсій. Це сталося 1742 року. Згодом з'являлися все нові і нові вчені, професори і постійно вдосконалювали і видозмінювали термометри. І сьогодні ми вже можемо зустріти не один вид термометрів, а їх уже є багато.

А саме термометри діляться на:

- цифрові термометри; - електронні термометри;

- інфрачервоні термометри; - пірометри;

- термогігрометри електронні;

- біметалеві термометри;

- дистанційні термометри;

- електроконтактні термометри;

- рідинні термометри;

- термоелектричні термометри;

- газові термометри;

- термометри опору і так далі. Кожен з цих термометрів має свою сферу застосування. Що б розуміти, чому і для чого термометри розділили на кілька типів, спробуємо для прикладу описати найпоширеніші типи термометрів.

1. Рідинний термометр. Тут власне з самої назви вже зрозуміло, що в даному термометрі використовується рідина. А ось якою рідиною заповнять термометр, буде залежати від середовища, в якому він буде використовуватися. Це може бути ртуть, етиловий спирт або інша рідина. Ртутні термометри використовуються в лабораторіях, так як показують точну температуру. А ось спиртові використовують метеорологи, адже спирт не замерзає навіть при -30.

Рис.1.Рідинні термометри.

2. Газовий термометр. По суті це манометри, вони мають шкалу, яка розмічена в одиницях температури. Даний вид термометрів використовується для визначення тиску газу.

Рис.2.Газові термометри.

 

3. Механічний термометр. Принцип роботи його схожий на рідинний. Різниця тільки в тому, що тут датчиком є спіраль, яка зроблена з металу або біметалу. Часто користуються такими термометрами майстри по ремонту системи опалення, кондиціонерів, вентиляції і тд.

Рис.3.Механічні термометри.

 

4. Оптичний термометр. Ще його прийнято азивати пірометром. Він вимірює температуру на відстані від того тіла що її випромінює. Вони цінні, тому ними можна виміряти температуру там, де сильно жарко або немає вільного доступу.

Рис.4.Оптичні термометри.

 

5. Термометр електронний або як його ще називають термометр опору . Цей термометр працює за рахунок отримання змін електропровідності металевих або напівпровідникових датчиків, що відбувається при зміні температури. Складається такий термометр з корпусу, табло та довгоюї ручки. Ручку поміщають, наприклад, всередину бойлера або газового котла, а корпус тримають в руках, і на табло можна буде отримати дані по температурі.

Найкраще вимірюють температуру спиртові термометри і термометри опору. Але серед користувачів найбільше прижилися електронні, цифрові термометри. Вони практичні, зручні, їх складно розбити, а навіть якщо це трапиться, то не принесе ніякої небезпеки, як наприклад термометр ртутний, коли розіб'ється. Ці термометри мають функцію, що дозволяє запам'ятати останнє значення, що показував термометр і його зручно використовувати в темряві.

5.Рис.Електричні термометри.

6.Термометр для води.Такі моделі називаються акваріумними термометрами, з їх допомогою користувач може оцінювати температурний режим у водному середовищі. Апарати цього типу є в двох виконаннях. Більш поширений термометр для води – це прилад рідинного типу, в якому функцію індикатора виконує спирт замість ртуті. Так як техніка вымру припускає занурення в середні шари води, небезпечні токсичні речовини в рідинних моделях не використовуються. Другий варіант водних термометрів являє собою накладної клеючий апарат. Тобто його не безпосередньо занурюють у середу, а фіксують на стінці резервуара. Принцип вимірювання грунтується на властивості деяких речовин у рідини змінювати свої якості залежно від інтенсивності нагріву. Клеючий термометр для води забезпечується термохімічної фарбою, представленої у вигляді температурної шкали. До переваг даного типу приладів відносять механічну стійкість, гнучкість в установці і безпека. Однак цей термометр не здатний забезпечити високу точність вимірювання – особливо якщо біля ємності з водою знаходяться активні джерела тепла.

Рис.6.Термометри для води.

 

7.Манометричний термометр.Це окрема група приладів для вимірювання температури, принцип дії яких пов'язаний з фіксацією показників тиску в тому чи іншому речовині або середовищі. Власне, зміна тиску під дією температури і виконує функцію чутливого елемента. Інша справа, що саме тиск реєструється і перетворюється для температурної шкали після заміру через складний пристрій манометра. Зазвичай для цього використовують систему з об'єднанням підводного чутливого елемента, трубчастої пружини і капілярного дроти. В залежності від коливань температури відбувається зміна тиску в цільовому погружаемом об'єкті. Найменше відхилення в показнику манометричний термометр відображає через стрілочний механізм. За типом робочого речовини розрізняються газові, конденсаційні і рідинні приладил.

 

Рис.7.Пристрій манометричного термометра.

                                Висновок

Отже,після розглянення матеріалу про температурні шкали та види термометрів,можна запевнити,що термометри грають важливу роль у побуті,промисловості і тд.

                               Література

• Марио Льоцци История физики. — М.:Мир. — 1970. — 464с.
• Цюцюра С. В. Метрологія, основи вимірювань, стандартизація та сертифікація: Навч. посібник для вузів / С. В. Цюцюра, В. Д. Цюцюра. — 2-ге вид., перероб. і доп. — К. : Знання, 2005. — 242 с. — (Вища освiта ХХI столiття). — ISBN 966-8148-67-3
• Гельфер Я. М. История и методология термодинамики и статистической физики. — Изд. 2-е, перераб. и дополн.. — М.: Высшая школа, 1981. — 536 с.
• Лермантов В. В. Термометр // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 5 изд., испр.. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 544 с. — ISBN 5-9221-0601-5.