История - термометър

Какво е топлина? Степени на температура и

Каква е жега - те знаят всичко. Известно е, че частици газове, течности и твърди вещества са в непрекъснато движение и това движение се възприема като топло. Енергията на движението на частиците, осреднено за огромния им брой, определя температурата.

теория на топлината не дойде веднага. Дълго време не можех да разбера какво е било топлина, или това, което е разликата между температурата и топлина. Много физици, свързани с движението на топлина от молекули. По-специално, помисли си Ломоносов. Но обърнете общо мотивите в строга наука не беше лесно.

Историята е за това как да се научите да се измери температура, интересно и необичайно. Термометри са били изобретени много години, преди хората да разберат това, което те се измери.

Температурата не е много свързан с определени понятия за топлина и студ, които се заселили в създаването на човека е някъде наблизо с аромат, вкус. Мъжът от незапомнени времена е знаел, че когато две тела са тясно в контакт, топлинната равновесието се установява между тях. Ръчно, спадна във водата, се нагрява (или охлаждане) в същата степен като вода. Навсякъде в природата, има топлинни потоци. Този естествен учените отдавна виждали проява на великите закони на природата.

Древните учени и изследователи на Средновековието са сравнени с топлината и студ на привличане и отблъскване собственост. Древните лекари са първите, които имаха нужда да се сравняват и, освен това, доста точно мащаб топлината на тялото. Те са много дълго забелязах, че човешкото здраве има нещо общо с топлината на тялото му, както и че лекарството е в състояние да промени качеството. Drug дължи на охлаждане или затопляне ефект и степента на действие се определя чрез градуса. Лекарствените средства се смесват заедно и сместа има различни степени. "Смес от" латински - "температура» (температура).

История и развитие на термометъра

Нито един от съвременниците на Галилей не можеше да се сравнява с него способността да се вижда великите закони в прости явления. Той беше един от първите, който пише за механично естество на топлина.

Проучването на топлинните явления, Галилео излезе с една и съща позиция; главно се занимава с цел да се измери температурата на тялото. Термометри са Galileo (около 1597 YG) се състои от стъклена топка запълнено с въздух; от дъното на отклоняват тръба купа частично пълна с вода, която приключи в съда, и пълен с вода. Височината на колоната зависи както от температурата и атмосферното налягане, и се измерва в термометъра всяко беше невъзможно. Когато Галилея представа, че въздухът може да се окаже натиск върху земята, тя изглеждаше доста див. Ето защо, Галилео термометър измерва доста неопределено количество, но дори и термометър ви позволява да сравните температурата на различни органи в същото време и на същото място.

Дори и тогава, с помощта на по-несъвършен термометър Sanktorius лекар и анатом от университета в Падуа започна да се измери температура на човешкото тяло. За да направите това, той самият не знаех за Галилео, построен като термометър.

История термометър дължи много на един от най-прекрасните хора на 18-ти век -Otto Фон Gerike. Той направи първия барометър. Подобно на инструмент Галилей. Но с много дълга тръба. За разлика от устройство на Галилей, въздухът се изпомпва от барометъра Гарик, така че водата е попълнено само дълга тръба, но и част от света. Барометърът е бил прикрепен към външната стена на къщата, както и налягането на въздуха е показана по десетобалната система, която сочеше дървена мъж плаващ в стъклена купа. Герике е първият, който систематично измерване на атмосферното налягане и се опита да намери връзка между промяната на налягането и времето.

Гарик построен и сравнително добро термометър. Той се състои от месинг топка, запълнени с въздух и огъната U-образна тръба с алкохол. На термометър му в средата на скалата е точката, за която показалеца спря на първата слана - тази точка и Гарик избра за начало на скалата. Ясно е, че този избор е бил наивен, но все пак направи първа стъпка Гарик.

Amontan изграден напълно запечатана термометър, което го прави най-накрая, не зависи от атмосферното налягане.

Първият модерен термометърът е описан през 1724 г. от Даниел Фаренхайт. стъкларя от Холандия. Различни по Фаренхайт термометри може да синхронизират помежду си, сравнявайки техните показания в различни "справка" точкова скала. Следователно, те са известни с точност. Тази скала е все още на мода в Англия и САЩ.

Модерен Целзий мащаб бе предложена през 1742 шведския физик не ми хареса температури под нулата, а той смята, че е необходимо да се превърне старата скала и сложи нула в точката на кипене на водата, както и 100 градуса - до точката на замръзване тя. Но "обърната скала" не се печели популярност и скоро "обърна" обратно.

Преди приемането на революцията в България Reaumur мащаб (точка на водата е 0, и точката на кипене на 80) - Reaumur термометър виси по улиците и в всички къщи. Само през трийсетте години те са били изгонени от термометъра по Целзий.

Какво е топлина? термично равновесие

В началото на 19-ти век, на термометъра е съвсем обикновен инструмент. Но, който измерва термометъра, консенсус не се е случило за дълго време.

Като се научат да се измери физиката на температурата не е много напреднали в разбирането какво е топло. Концепцията за "топлина" и "температура" разделяй е още по-трудно. Когато тялото се загрява, температурата му се повишава. Когато топлинният поток от едно тяло на друго едно на капки телесна температура, и от друга - се увеличава.

Понятието "термично равновесие" е много често в теорията на топлина. Най-лесно да се разбере каква е топлинно равновесие в случай на едноатомен газ. Ако газа в съда се държи така че при всички точки на контейнера същата температура, - разбира се, че при тази температура в стените на кръвоносните съдове, както и винаги една и съща, - газът е в термично равновесие. Това означава, че по такъв газ топлина не тече от едната страна на кораба, от друга страна, не се променя натиск или химичен състав и, най-общо, от гледна точка на класическите термични явления в газ ", нито един от които не се случва."

Топлината се винаги тече, така че температурата да се стабилизира, преходи на системата до състоянието на топлинно равновесие. Преход към състояние на термично равновесие може да бъде доста сложен и продължителен процес.

Скалата на температура. Абсолютна температура Scale

Във всички устройства, които са били изобретени в 18-ти век, измерване на температурата се намалява до измерване на дължината на колона на вода, алкохол или живак. Термометри работили само в ограничен температурен диапазон. Попълване вещество замразяването им и варени, и тези термометри не са могли да измерват много ниска или много висока температура.

Целзий мащаб точно определен позицията на две точки - 0 и 100 градуса, като разстоянието между тях по скалата е разделена на равни части. Но ролята на всяка дивизия остава несигурно. Това беше необходимо дори да разбере какво се случва в организма, когато живакът в термометъра се покачва с един градус. Би било лесно да се предположи, че тази енергия на тялото се увеличава със същата сума. Тази стойност, съотнесени към телесното тегло на единица, се нарича специфична топлина капацитет.

Абсолютна температура Scale

температура звено възниква случайно - номер 100 в точката на кипене на водата. Този акт има важни последици: в закона Клапейрон - Клаузиус, постоянна R = 8,3157 джаула / степен нов газ. Този номер е възникнала само заради стойността на степен е въведена отдавна и всички промени, които се случват с газовете, приписвани по навик по-скоро случайно избрани температура мащаб. Би било удобно в момента да се промени определението за степен, както и да "свърже" да идеален уравнение газ. За да направите това, трябва само да се намали количеството на 8.3157 градуса на моменти и да приемем, че температурата в този мащаб "идеален газ":

Откриване на Лорд Келвин

Въпросът за смисъла на температура интересуват Thomson (по-късно лорд Келвин), който през 1848 г. установи, че на теоремата на Карно може да се направи проста, но много важен извод. Келвин се отбележи, че ако работата Карно цикъл зависи само от температурата на нагревателя и охладителя, тя позволява да инсталирате нов температура мащаб, който е независим от работния флуид свойства.

Карно цикъл, ако може да се направи разграничение между двете тела да се определи съотношението на температурите на двата органа. по този начин определено температура се нарича абсолютна температура мащаб. За да се абсолютната температура самата е определена стойност, е необходимо да се избере определен брой точки за един от най-новата абсолютна скала: една числова стойност на температурата, за да се определят произволно. След това, всички други стойности се определят по принцип с помощта на цикъл на Карно.

За съжаление, за всички красота теоретична конструкция Келвин мащаб се практикува Карно цикъл е много трудно. Трудно е да се приложи обратим цикъл, е трудно да се отърве от загуба.

действителната температурен диапазон

В продължение на много години, скалата за температура е избран за две точка - температурата на топене на лед и температурата на кипене на водата - и разстоянието между тях е разделена на 100 секции, всяка от които се считат градуса. Такъв мащаб с две отправни точки е приет в целия свят.

Но тази скала, обаче, голям недостатък по отношение на точността на измерването. За нея е било необходимо да бъде в състояние да възпроизведете точно как топят състоянието на леда и условията вряща вода. Това е по-лесно да се освободи една референтна точка, като точка на топене лед, и измерване на температурата относителни налягания, свързани със съотношение температури уравнение на състоянието.

Единицата за носещ референтна точка е избран сега така наречената тройна точка на вода - температурата, при която се извършва равновесие във всички негови три фази: пара - вода - леда. Преходът към такъв мащаб е почти незабелязано. Тази реформа е извършена през 1954 г., а сега на въпроса дали температурата, при която лед се топи при нормално налягане, е необходимо да се отговори "около 0".

Международната температурна скала

Скала с отправна точка, не е трудно да се съгласува с Келвин скала-Менделеев въз основа на теоремата на Карно. Термодинамични мащаб не се променя, ако всички температури, умножени по един и същ номер. Изборът на базовата точка премахва тази неяснота.

Термодинамична мащаб може да се използва само в специални, добре оборудвани лаборатории. В конвенционалните лабораторни той се нарича MPTSH68 (международен практически температура мащаб, приета през 1968 г.). В тази скала точка на кипене на водата е точно 100 градуса, в допълнение има и други референтни точки, които се дължат на определена температура.

Интересът към получаване на ниски температури не се появява само от практически съображения. Физиците дълго интересуват от въпроса дали е възможно да се превърне в газове течност - като въздух, кислород, водород. Началото на тази история се отнася до 1877.

През 1877 г., минен инженер Qayet Bay капки от течността ацетилен в стъклена чаша, която бе открита внезапно поток. Резкият спад в налягането, причинена образуването на мъгла. Почти същите дни Pictet Женева докладвани последователно, каскадно намаляване различни газове завърши произвеждат течен кислород при температура от -140 градуса по Целзий и налягане от 320 атмосфери.

Един също трябва да се спомене Dewart. Което през 1898 получи течен водород, намаляване на температурата до около 129 К. Накрая през 1908 Камерлинг Онес в Холандия и получи течен хелий. Температурата е той достига, само на 1 степен се различава от абсолютната нула.

В 1 939 гр. PLKapitsa szhizhitelnyh оказа по-ефективни машини, в които газ извършва работа през турбината. Турборазширители получи, тъй като широко разпространена. Той също така предполага, дизайна и ефективна инсталация за szhizhivaniya хелий.

VS Еделман "До абсолютна нула" 1-М. 1,987.

Detlaf AA Jaworski BN "Курсът по физика." -М. 1989 година.

Smorodinskii JA "Температура". - М. 1987.