Самыми известными, на данный момент, температурными шкалами являются шкалы Фаренгейта, Цельсия и Кельвина.
Температурная шкала Фаренгейта наиболее популярна в США. Измеряется температура в градусах, например, 48,2°F(сорок восемь и два градуса по Фаренгейту), символ F указывает, что используется шкала Фаренгейта.
Европейцы привыкли к температурной шкале Цельсия , которая измеряет температуру также в градусах, например, 48,2°C (сорок восемь и два градуса по Цельсию), символ С указывает, что используется шкала Цельсия.
Ученым более привычно оперировать с температурной шкалой Кельвина . До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина, потом было принято решение именовать значение температуры, измеренной по шкале Кельвина, просто в кельвинах (без градусов), например, 48,2 К (сорок восемь и два кельвина).
Даниель Габриель Фаренгейт свою шкалу изобрел в 18 веке, занимаясь изготовлением термометров в Амстердаме. За нулевую точку температуры Фаренгейт взял температуру замороженного раствора соли, который в то время использовался для получения низких температур в лабораторных условиях. Значение в 32°F немецкий физик установил для температуры плавления льда и замораживания воды (при повышении и понижении температуры соответственно). В соответствии с полученной шкалой, температура закипания воды равна 212°F.
В том же 18 веке шведский ученый Андерс Цельсий изобрел свою температурную шкалу, в основе которой лежит температура замерзания (0°C) и закипания (100°C) чистой воды при нормальном атмосферном давлении.
Шкала Кельвина была изобретена в 19 веке британским ученым Уильямом Томсоном , который впоследствии получил почетный титул барона Кельвина. В основу своей температурной шкалы Томсон положил понятие абсолютного нуля. Позднее шкала Кельвина стала основной в физике, и сейчас через нее определяются системы Фаренгейта и Цельсия.
По своей сути температура любого объекта характеризует меру движения его молекул - чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура объекта, и наоборот. Чем ниже температура, тем молекулы движутся медленнее. При абсолютном нуле (0 К) молекулы останавливаются (чего в природе быть не может). По этой причине, достичь температуры абсолютного нуля или еще более низких температур невозможно.
Надо сказать, что градуировка шкал Кельвина и Цельсия совпадают (один градус Цельсия равен одному кельвину), а 0 К = -273,15°C.
Таким образом, связать температурные шкалы Кельвина и Цельсия очень просто:
K = C+273,15 C = K-273,15
Попробуем связать шкалы Цельсия и Фаренгейта.
Как известно, вода замерзает при 32°F и 0°C: 32°F=0°C . Закипает вода при 212°F и 100°C: 212°F=100°C .
Таким образом, на 180 градусов шкалы Фаренгейта приходится 100 градусов шкалы Цельсия (соотношение 9/5): 212°F-32°F=100°C-0°C.
Также следует учесть, что нулевая точка шкалы Цельсия соответствует 32-градусной точке шкалы Фаренгейта.
Учитывая вышеизложенные соответствия двух шкал, выводим формулу перевода температуры из одной шкалы в другую:
С = (5/9)·(F-32) F = (9/5)·C+32
Если решить данную систему уравнений, можно узнать, что -40°C = -40°F - это единственная температура, при которой значение обеих шкал совпадают.
Действуя аналогичным образом, связываем шкалы Кельвина и Фаренгейта:
F = (9/5)·(K-273,15)+32 = (9/5)K-459,67 K = (5/9)·(F+459,67)
Году изменить определение кельвина, чтобы избавиться от трудновоспроизводимых условий тройной точки воды. В новом определении кельвин будет выражен через секунду и значение постоянной Больцмана .
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ .
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 10 1 К | декакельвин | даК | daK | 10 −1 К | децикельвин | дК | dK |
| 10 2 К | гектокельвин | гК | hK | 10 −2 К | сантикельвин | сК | cK |
| 10 3 К | килокельвин | кК | kK | 10 −3 К | милликельвин | мК | mK |
| 10 6 К | мегакельвин | МК | MK | 10 −6 К | микрокельвин | мкК | µK |
| 10 9 К | гигакельвин | ГК | GK | 10 −9 К | нанокельвин | нК | nK |
| 10 12 К | теракельвин | ТК | TK | 10 −12 К | пикокельвин | пК | pK |
| 10 15 К | петакельвин | ПК | PK | 10 −15 К | фемтокельвин | фК | fK |
| 10 18 К | эксакельвин | ЭК | EK | 10 −18 К | аттокельвин | аК | aK |
| 10 21 К | зеттакельвин | ЗК | ZK | 10 −21 К | зептокельвин | зК | zK |
| 10 24 К | йоттакельвин | ИК | YK | 10 −24 К | йоктокельвин | иК | yK |
| применять не рекомендуется | |||||||
Примечания
- Градский Александр
- Градус Рэнкина
Смотреть что такое "Градус Кельвина" в других словарях:
Градус Кельвина - единица термодинамической температуры; обозн. °К; названа по имени У. Томсона, лорда Кельвина. С 1968 г. – другое название: кельвин; обозн. К. Уильям (Вильям) Томсон, лорд Кельвин William Thomson, lord Kelvin (1824–1907) английский физик, один из …
ГРАДУС КЕЛЬВИНА - [но имени англ. физика У. Томсона (W. Thomson, 1824 1907. с 1892 лорд Кельвин, Kelvin)] старое наименование ед. термодинамич. темп ры (обозначалась °К). R 1967 Г. К. заменён Кельвином (обозначение К) … Большой энциклопедический политехнический словарь
Градус (температура) - У этого термина существуют и другие значения, см. Градус. Термометр с двумя шка … Википедия
Кельвина градус - см. Градус Кельвина … Судьба эпонимов. Словарь-справочник
Градус Реомюра - единица температуры; обозн. °R; 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между точками таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R) при нормальном атмосферном давлении, т. е. 1 °R = 1,25 °C. Названа по имени Р. А. Реомюра. В настоящее время не … Судьба эпонимов. Словарь-справочник
Градус Фаренгейта - единица температуры; обозн. °F; названа по имени Д. Г. Фаренгейта. На шкале Фаренгейта при нормальном атмосферном давлении точка таяния льда равна +32 °F, а точка кипения воды +212 °F; 1 °F = 1/180 разности этих температур. Диапазон 0°…+100° по… … Судьба эпонимов. Словарь-справочник
Градус Цельсия - широко распространенная единица измерения температуры (внесистемная, но допускаемая к применению наравне с кельвином, единицей СИ, Международной системы единиц); обозн. °C; названа по имени А. Цельсия. На шкале Цельсия при нормальном атмосферном… … Судьба эпонимов. Словарь-справочник
Кельвина шкала - см. Градус Кельвина … Судьба эпонимов. Словарь-справочник
Градус Дальтона - (°Da или °D[источник не указан 154 дня]) историческая единица температуры. Он не имеет определённого значения (в единицах традиционных температурных шкал, таких как шкала Кельвина, Цельсия или Фаренгейта), поскольку шкала… … Википедия
градус по шкале Кельвина - Градус абсолютной температурной шкалы [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN absolute degree … Справочник технического переводчика
> Шкала Кельвина
Шкала температур Кельвина и абсолютный ноль. Узнайте символ шкалы, какой температуре по шкале Кельвина соответствует значение Цельсия, формула и соотношение.
Кельвин – единица определение температурной отметки. Нулевая точка – абсолютный ноль (минимальный показатель).
Задача обучения
- Научиться определять масштаб Кельвина.
Основные пункты
- 0K (абсолютный ноль) универсален, потому что все тепловые движения материи максимально подавляются при этом показателе. Так что абсолютный ноль – естественный выбор в качестве нулевой точки шкалы Кельвина.
- Ее широко используют в научной работе, потому что некоторые физические величины, вроде объема идеального газа, связаны с абсолютной температурой.
- Чтобы перевести Кельвин в Цельсий, используем формулу: T Цельсия = T Кельивина – 273.15.
Термины
- Тройная точка – уникальные температура и давление, где твердая, жидкая и газовая фазы пребывают в балансе.
- Идеальный газ – гипотетический газ, чьи молекулы лишены контакта и переживают эластичные удары между собою и со стенами сосуда.
- Абсолютный ноль – минимальная температура (0К и -273.15°C). При таком показателе движение всех молекул прекращается.
Кельвин – единица определения температурной отметки. Принадлежит к семи базовым единицам в Международной системе. Символ – К. Шкала Кельвина выступает абсолютной шкалой температуры в термодинамике, где абсолютный ноль – стартовая точка. В классической термодинамике на этой отметке замирает перемещение всего.
Логично, что именно абсолютный ноль стал стартовой отметкой в шкале. Все материи замерзают и кипят при разных температурах, но при 0К происходит максимальное подавление. Шкалу активно используют в научной работе, потому что некоторые величины, вроде объема идеального газа, связаны с абсолютной температурой.
Шкалу назвали в честь барона Кельвина, описавшего необходимость создания абсолютной термометрической шкалы. Кельвин выступает главной единицей измерения в физике, но часто чередуется с Цельсием. Для трансформации используют формулу:
T Цельсия = T Кельивина – 273.15.
Отнимание 273.15 от температуры тройной точки (0.01%) делает абсолютный ноль эквивалентным -273.15 °С.
(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Каждому человеку известно, что температура измеряется в градусах Цельсия. Люди же, которые знакомы с физикой, знают, что международная единица измерения этой величины - кельвин. Историческое развитие понятия температуры и соответствующих приборов для ее определения привело к тому, что в настоящее время мы пользуемся иными метрическими системами, нежели наши предки. В статье рассматриваются вопросы: что представляет собой градус Реомюра, когда его использовали и как он связан с общепринятыми шкалами для измерения температуры.
Перед тем как рассмотреть шкалу Реомюра для определения температуры окружающих тел, рассмотрим личность ее создателя.
Рене Реомюр родился 28 февраля 1683 года во французском городе Ла-Рошель. Любовь к научным исследованиям окружающего мира он начал проявлять с раннего детства. Рене интересовался физикой, математикой, астрономией, правом, философией, биологией, металлургией, языками и многими другими дисциплинами.
В возрасте 25 лет он становится членом Французской Академии Наук, и ему сразу же начинают поручать выполнение серьезных научных проектов национального масштаба. Являясь членом академии наук, каждый год в течение 50 лет Реомюр публиковал научную работу. Многие его труды по изучению насекомых, а также по исследованию свойств металлов были переведены на английский и немецкий языки. Современники называли его Плинием XVIII века.
Погиб ученый в возрасте 74 лет в результате падения с лошади во время одной из конных прогулок. После себя Реомюр оставил научные рукописи, которые занимали 138 папок.
Открытие новой температурной шкалы
В начале XVIII века в мире не существовало общепринятой шкалы для измерения температуры тел. В 1731 году в результате термодинамических экспериментов Рене Реомюр предложил использовать температурную шкалу, которая стала носить его фамилию. Эта шкала применялась более 100 лет в ведущих странах Европы, в частности, во Франции, в Германии и в России. В конце концов, она была вытеснена шкалой Цельсия, которая широко используется до настоящего времени.
Любопытно отметить, что Реомюр предложил использовать свою шкалу за 11 лет до того, как это сделал Цельсий.
Опыты, которые привели к изобретению шкалы Реомюра
Опыты, которые подвигли ученого к изобретению новой шкалы, являются весьма простыми. Заключаются они в следующем: Реомюр поставил перед собой цель измерить температуру перехода между агрегатными состояниями жизненно важной для человека жидкости - воды, то есть определить, когда она начинает кристаллизоваться с образованием льда, а когда начинает кипеть и переходит в пар. Для этой цели ученый решил использовать который он сконструировал самостоятельно.
Термометр Реомюра представлял собой стеклянную трубку, высотой около 1,5 метра, который в основании расширялся в сосуд диаметром порядка 10 см. Трубка была заполнена смесью этилового спирта и воды и запаяна с обоих концов. В качестве рабочей жидкости была выбрана именно спиртовая смесь потому, что эта алкогольная субстанция имеет в 4 раза больший коэффициент теплового расширения, чем вода. Последний факт означает, что уровень спиртового столба является очень чувствительным к температурным изменениям, поэтому его можно применять для точного измерения рассматриваемой величины.
Положив за 0 градусов уровень спиртового столба в термометре, когда его основание опущено в тающий лед, Реомюр измерил это значение, поместив прибор в кипящую воду. Ученый заметил, что если начальная высота столба спирта равна 1000 единиц, то его конечное значение составляет 1080 единиц. Число 80, как разницу между горячим и холодным уровнями столба в термометре, Реомюр положил в основание своей температурной шкалы.
Восьмидесятеричная шкала
Как было сказано, 0 градусов по шкале Реомюра (°R) соответствуют температуре плавления (таяния) льда, а 80 °R - кипению воды. Это означает, что предложенная французским ученым шкала является восьмидесятеричной, что отличает ее от шкал Цельсия или Кельвина, которые основываются на цифре 100. Последний факт, очевидно, обусловил постепенное вытеснение ее этими шкалами. Наша система счисления является десятеричной, поэтому пользоваться цифрами порядка 10, 100 и так далее гораздо удобнее, чем промежуточными значениями.
Связь со шкалами Цельсия и Кельвина
Как было сказано выше, температура по Реомюру сейчас не используется почти нигде, однако, во время варения сахарного сиропа и при производстве карамели ее иногда применяют. Поэтому следует привести формулы перевода градусов Реомюра в Цельсия и Кельвина. Эти формулы имеют следующий вид:
- C = 1,25*R;
- K = 1,25*R + 273,15.
В представленных выражениях R, C, K - градусы Реомюра, Цельсия и Кельвина, соответственно. Проверить правильность первой формулы достаточно просто: подставим в нее значение 80 °R, при которых кипит вода. Тогда получим: C = 1,25*80 = 100 °C, что точно соответствует температуре кипения этой жидкости при нормальных условиях в привычной для нас шкале.
Также приведем обратные формулы для перевода градусов Цельсия и Кельвина в Реомюра:
- R = 0,8*C;
- R = 0,8*K - 218,52.
Отметим, что ноль градусов по шкале Реомюра совпадает с этим значением температуры по Цельсию.
Пример решения задачи
Как видно из формул предыдущего пункта, перевод между различными шкалами измерения температуры выполнять достаточно просто. Решим простую задачу: "При изготовлении карамели был использован термометр, откалиброванный на градусы Реомюра, который в процессе приготовления сладости показал значение 123 °R. Сколько градусов бы показал термометр, если бы его откалибровать на шкалу Цельсия?"
Воспользуемся формулой перевода градусов Реомюра в Цельсия, получим: C = 1,25*123 = 153,75 °C. Для полноты решения переведем также эти градусы в значение по Кельвину, получим: K = 1,25*123 + 273,15 = 426,9 °К.
Перевод измерения температур в шкалы Кельвина (Kelvin)/Цельсия (Celsius)/Фаренгейта (Fahrenheit)/Ранкина (Rankine)/Делисле (Delisle)/Ньютона (Newton)/Реамюрa (Reaumur)/Рёмера (Romer).
Таблица 1. Перевод в/из градусов температуры Кельвина (Kelvin)
Таблица 2. Перевод в/из градусов температуры Цельсия (Celsius). Стоградусная шкала.
Таблица 3. Перевод в/из градусов температуры Фаренгейта (Fahrenheit)
Таблица 4. Перевод в/из градусов температуры Ранкинa (Rankine)
Таблица 5. Перевод в/из градусов температуры Делисле (Delisle)
Таблица 6. Перевод в/из градусов температуры Ньютона (Newton)
Таблица 7. Перевод в/из градусов температуры Реамюрa (Reaumur)
Таблица 7. Перевод в/из градусов температуры Рёмерa (Romer)
Таблица перевода градусов температур Кельвина (Kelvin)/Цельсия (Celsius)/Фаренгейта (Fahrenheit)/Ранкина (Rankine)/Делисле (Delisle)/Ньютона (Newton)/Реамюрa (Reaumur)/Рёмера (Romer)
| Цельсий (Celsius) | Фаренгейт (Fahrenheit) | Кельвин (Kelvin) | Ранкин (Rankine) | Делисле (Delisle) | Ньютон (Newton) | Реамюр (Reaumur) | Рёмер (Romer) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 300.00 | 572.00 | 573.15 | 1031.67 | -300.00 | 99.00 | 240.00 | 165.00 |
| 290.00 | 554.00 | 563.15 | 1013.67 | -285.00 | 95.70 | 232.00 | 159.75 |
| 280.00 | 536.00 | 553.15 | 995.67 | -270.00 | 92.40 | 224.00 | 154.50 |
| 270.00 | 518.00 | 543.15 | 977.67 | -255.00 | 89.10 | 216.00 | 149.25 |
| 260.00 | 500.00 | 533.15 | 959.67 | -240.00 | 85.80 | 208.00 | 144.00 |
| 250.00 | 482.00 | 523.15 | 941.67 | -225.00 | 82.50 | 200.00 | 138.75 |
| 240.00 | 464.00 | 513.15 | 923.67 | -210.00 | 79.20 | 192.00 | 133.50 |
| 230.00 | 446.00 | 503.15 | 905.67 | -195.00 | 75.90 | 184.00 | 128.25 |
| 220.00 | 428.00 | 493.15 | 887.67 | -180.00 | 72.60 | 176.00 | 123.00 |
| 210.00 | 410.00 | 483.15 | 869.67 | -165.00 | 69.30 | 168.00 | 117.75 |
| 200.00 | 392.00 | 473.15 | 851.67 | -150.00 | 66.00 | 160.00 | 112.50 |
| 190.00 | 374.00 | 463.15 | 833.67 | -135.00 | 62.70 | 152.00 | 107.25 |
| 180.00 | 356.00 | 453.15 | 815.67 | -120.00 | 59.40 | 144.00 | 102.00 |
| 170.00 | 338.00 | 443.15 | 797.67 | -105.00 | 56.10 | 136.00 | 96.75 |
| 160.00 | 320.00 | 433.15 | 779.67 | -90.00 | 52.80 | 128.00 | 91.50 |
| 150.00 | 302.00 | 423.15 | 761.67 | -75.00 | 49.50 | 120.00 | 86.25 |
| 140.00 | 284.00 | 413.15 | 743.67 | -60.00 | 46.20 | 112.00 | 81.00 |
| 130.00 | 266.00 | 403.15 | 725.67 | -45.00 | 42.90 | 104.00 | 75.75 |
| 120.00 | 248.00 | 393.15 | 707.67 | -30.00 | 39.60 | 96.00 | 70.50 |
| 110.00 | 230.00 | 383.15 | 689.67 | -15.00 | 36.30 | 88.00 | 65.25 |
| 100.00 | 212.00 | 373.15 | 671.67 | 0.00 | 33.00 | 80.00 | 60.00 |
| 90.00 | 194.00 | 363.15 | 653.67 | 15.00 | 29.70 | 72.00 | 54.75 |
| 80.00 | 176.00 | 353.15 | 635.67 | 30.00 | 26.40 | 64.00 | 49.50 |
| 70.00 | 158.00 | 343.15 | 617.67 | 45.00 | 23.10 | 56.00 | 44.25 |
| 60.00 | 140.00 | 333.15 | 599.67 | 60.00 | 19.80 | 48.00 | 39.00 |
| 50.00 | 122.00 | 323.15 | 581.67 | 75.00 | 16.50 | 40.00 | 33.75 |
| 40.00 | 104.00 | 313.15 | 563.67 | 90.00 | 13.20 | 32.00 | 28.50 |
| 30.00 | 86.00 | 303.15 | 545.67 | 105.00 | 9.90 | 24.00 | 23.25 |
| 20.00 | 68.00 | 293.15 | 527.67 | 120.00 | 6.60 | 16.00 | 18.00 |
| 10.00 | 50.00 | 283.15 | 509.67 | 135.00 | 3.30 | 8.00 | 12.75 |
| 0.00 | 32.00 | 273.15 | 491.67 | 150.00 | 0.00 | 0.00 | 7.50 |
| -10.00 | 14.00 | 263.15 | 473.67 | 165.00 | -3.30 | -8.00 | 2.25 |
| -20.00 | -4.00 | 253.15 | 455.67 | 180.00 | -6.60 | -16.00 | -3.00 |
| -30.00 | -22.00 | 243.15 | 437.67 | 195.00 | -9.90 | -24.00 | -8.25 |
| -40.00 | -40.00 | 233.15 | 419.67 | 210.00 | -13.20 | -32.00 | -13.50 |
| -50.00 | -58.00 | 223.15 | 401.67 | 225.00 | -16.50 | -40.00 | -18.75 |
| -60.00 | -76.00 | 213.15 | 383.67 | 240.00 | -19.80 | -48.00 | -24.00 |
| -70.00 | -94.00 | 203.15 | 365.67 | 255.00 | -23.10 | -56.00 | -29.25 |
| -80.00 | -112.00 | 193.15 | 347.67 | 270.00 | -26.40 | -64.00 | -34.50 |
| -90.00 | -130.00 | 183.15 | 329.67 | 285.00 | -29.70 | -72.00 | -39.75 |
| -100.00 | -148.00 | 173.15 | 311.67 | 300.00 | -33.00 | -80.00 | -45.00 |
| -110.00 | -166.00 | 163.15 | 293.67 | 315.00 | -36.30 | -88.00 | -50.25 |
| -120.00 | -184.00 | 153.15 | 275.67 | 330.00 | -39.60 | -96.00 | -55.50 |
| -130.00 | -202.00 | 143.15 | 257.67 | 345.00 | -42.90 | -104.00 | -60.75 |
| -140.00 | -220.00 | 133.15 | 239.67 | 360.00 | -46.20 | -112.00 | -66.00 |
| -150.00 | -238.00 | 123.15 | 221.67 | 375.00 | -49.50 | -120.00 | -71.25 |
| -160.00 | -256.00 | 113.15 | 203.67 | 390.00 | -52.80 | -128.00 | -76.50 |
| -170.00 | -274.00 | 103.15 | 185.67 | 405.00 | -56.10 | -136.00 | -81.75 |
| -180.00 | -292.00 | 93.15 | 167.67 | 420.00 | -59.40 | -144.00 | -87.00 |
| -190.00 | -310.00 | 83.15 | 149.67 | 435.00 | -62.70 | -152.00 | -92.25 |
| -200.00 | -328.00 | 73.15 | 131.67 | 450.00 | -66.00 | -160.00 | -97.50 |
| -210.00 | -346.00 | 63.15 | 113.67 | 465.00 | -69.30 | -168.00 | -102.75 |
| -220.00 | -364.00 | 53.15 | 95.67 | 480.00 | -72.60 | -176.00 | -108.00 |
| -230.00 | -382.00 | 43.15 | 77.67 | 495.00 | -75.90 | -184.00 | -113.25 |
| -240.00 | -400.00 | 33.15 | 59.67 | 510.00 | -79.20 | -192.00 | -118.50 |
| -250.00 | -418.00 | 23.15 | 41.67 | 525.00 | -82.50 | -200.00 | -123.75 |
| -260.00 | -436.00 | 13.15 | 23.67 | 540.00 | -85.80 | -208.00 | -129.00 |
| -273.15 | -459.67 | 0.00 | 0.00 | 559.73 | -90.14 | -218.52 | -135.90 |
Сопоставление температурных шкал. Некоторые типичные температуры в различных шкалах.
Loading...