Температура є однією з основних фізичних величин і використовується для опису ступеня нагрівання або охолодження матеріалу, тіла або навколишнього середовища. Одиниці вимірювання температури використовуються протягом багатьох століть і мають важливе значення в наукових і технічних областях, а також у повсякденному житті.
Існує кілька систем вимірювання температури, але найбільш широко застосовується система кельвін, яка заснована на абсолютній нульовій температурі (-273,15 градусів Цельсія). В системі кельвінів температура вимірюється в безрозмірних одиницях, які обчислюються від абсолютного нуля.
Однак найпоширенішою системою вимірювання температури є система градусів Цельсія. У цій системі температура вимірюється в градусах, причому абсолютний нуль відповідає -273,15 градусів Цельсія. Градуси Цельсія широко використовуються в повсякденному житті, в наукових дослідженнях, а також в промисловості і техніці.
Використання правильних одиниць вимірювання температури не тільки дозволяє нам визначити поточну ступінь нагрівання або охолодження, але і є важливим фактором у вирішенні багатьох наукових, технічних і повсякденних завдань.
Що позначає поняття "температура" і як її вимірюють
Для вимірювання температури існує багато різних систем. Найпоширенішою є шкала Цельсія, розроблена шведським астрономом Андерсом Цельсієм у XVIII столітті. У цій системі, нульова точка відповідає температурі, при якій вода замерзає, а сто градусів - температурі, при якій вода закипає. Діапазон можливих значень температури на шкалі Цельсія обмежений між негативними значеннями і плюс ста градусами.
Ще однією широко використовуваною шкалою вимірювання температури є шкала Фаренгейта, запропонована німецьким фізиком Германом Фаренгейтом на початку XVIII століття. Нульова точка на цій шкалі відповідає найнижчому значенню температури, яке Фаренгейт міг досягти за допомогою солі і льоду, а сто градусів - температурі, при якій вода закипає. Відмітна особливість шкали Фаренгейта полягає в тому, що різниця в 1 градусі Фаренгейта відповідає різниці в 5/9 градуса Цельсія.
Також варто згадати про шкалою Кельвіна, яка є абсолютною шкалою температури. На шкалі Кельвіна нуль градусів відповідає абсолютному нулю, і кожна одиниця відповідає одній тисячній різниці між температурою води, яка закипає при нормальному атмосферному тиску, і температурою, при якій вода замерзає при нормальному атмосферному тиску. Цю шкалу прийнято використовувати в наукових і технічних розрахунках, а також в різних областях науки.
Різні одиниці вимірювання температури дозволяють нам адаптуватися і використовувати показання в зручній для нас формі, що безсумнівно є важливим елементом у багатьох сферах нашої діяльності.
Що таке поняття "температура"?
Для вимірювання температури використовується термометр, який має шкалу, що відображає її значення. Існує кілька шкал, найбільш поширеними з яких є Цельсія, Фаренгейта і Кельвіна.
Шкала Цельсія була запропонована шведським астрономом Андерсом Цельсієм в 1742 році. Він запропонував взяти за нульову точку температуру, при якій найбільш щільна рідина - ртуті - замерзає, а за 100 градусів - точку кипіння води при атмосферному тиску. Ця шкала широко використовується міжнародним співтовариством і в повсякденному житті.
Шкала Фаренгейта була розроблена в 1724 році німецьким фізиком, інженером і власником пивоварні Габріелем Фаренгейтом. Він взяв за основу нульову точку температуру, яку записав на свій досвідчений термометр як найнижчу температуру, при якій відбувається замерзання солі. Точку кипіння води при нормальних умовах він зазначив як 212 градусів. Шкала Фаренгейта застосовується в США та деяких інших країнах.
Шкала Кельвіна заснована на абсолютній температурі, яка є найнижчою можливою температурою. Її запропонував шотландський фізик Вільям Томсон (також відомий як лорд Кельвін) у 1848 році. Він взяв за основу нульову точку температуру, рівну -273,15 градусів за Цельсієм. Шкала Кельвіна широко використовується в наукових і технічних областях.
Знання і розуміння поняття "температура" є важливим для різних областей науки і техніки, таких, як фізика, хімія, термодинаміка, Метеорологія і багатьох інших.
Як вимірюється температура?
Найбільш поширеним способом вимірювання температури є використання ртутних термометрів. Усередині такого термометра знаходиться скляна трубка з ртуттю. У міру зміни температури, ртуть розширюється або стискається, піднімаючись або опускаючись всередині трубки. Показання ртутного термометра можуть бути легко лічені за шкалою, яка розташована на трубці.
Крім того, існують і інші типи термометрів, заснованих на різних фізичних принципах. Наприклад, при вимірюванні температури за допомогою термопари, відбувається виникнення електричної напруги в залежності від різниці температури між різними контактами матеріалу. Електрична напруга потім вимірюється і конвертується в показання температури за допомогою спеціального приладу.
Вимірювання температури також може бути представлено в різних системах одиниць. У міжнародній системі одиниць (СІ) найпоширенішими одиницями вимірювання температури є градус Цельсія (°C) та Кельвін (K). Градус Цельсія визначається як одна сота частка різниці між температурою плавлення і температурою кипіння води при нормальних умовах. Кельвін же визначається як офіційна одиниця виміру температури в сі, де 0 до відповідає абсолютному нулю температури.
Таким чином, вимірювання температури - це важливий аспект в нашому житті, що дозволяє контролювати і регулювати тепловий стан об'єктів і середовищ, а також забезпечувати безпеку і комфорт в різних областях діяльності.
Теплова система міжнародних одиниць виміру
Для перекладу температури з кельвінів в градуси Цельсія (°C) можна використовувати формулу перекладу: °C = K - 273.15. Нуль градусів за Цельсієм еквівалентний 273.15 кельвінів. Таким чином, 0 k дорівнює -273.15 °C.
Теплова система вимірювання також включає Фаренгейт (°f), шкалу, яка використовується переважно в США. Для перекладу температури з кельвінів в градуси Фаренгейта можна використовувати формулу: °f = (K - 273.15) * 9/5 + 32.
Крім кельвінів, градусів Цельсія і Фаренгейта в міжнародній тепловій системі одиниць вимірювання використані також інші одиниці, але вони менш поширені і грунтуються на різних температурних умовах і фізичних властивостях речовин.
Перетворення температури між різними одиницями вимірювання може бути корисним при перетворенні температурних даних для різних цілей, таких як наукові дослідження, інженерні розрахунки або щоденні вимірювання.
Які одиниці вимірювання температури існують?
- Градус Цельсія (°C) є найбільш широко використовуваною одиницею вимірювання температури. Вона була запропонована шведським астрономом і фізиком Андерсом Цельсієм. У цій шкалі 0 градусів відповідає точці замерзання води, а 100 градусів - точці її кипіння при нормальних атмосферних умовах.
- Градус Фаренгейта (°f) - ця шкала була запропонована німецьким фізиком Габріелем Фаренгейтом і найбільш поширена в Сполучених Штатах і деяких інших країнах. У цій шкалі 32 градуси відповідають точці замерзання води, а 212 градусів - точці її кипіння при нормальних атмосферних умовах.
- Кельвін (K) - ця шкала використовується в наукових і технічних розрахунках. У шкалі Кельвіна нульова температура відповідає абсолютному нулю (-273.15°C), а кожен градус Кельвіна дорівнює одному градусу Цельсія.
Вибір одиниці вимірювання температури залежить від конкретних потреб і контексту. Наприклад, при повсякденних вимірах температури в побуті зазвичай використовується градус Цельсія, в той час як в наукових та інженерних розрахунках часто застосовується шкала Кельвіна.
Цельсій і Фаренгейт: особливості та застосування
Цельсій (°C)
Фаренгейт (°F)
Необхідно пам'ятати, що Цельсій і фаренгейт є двома різними шкалами вимірювання температури. Для перекладу значень з однієї шкали в іншу існує спеціальна формула. Наприклад, для перекладу градусів Цельсія в градуси Фаренгейта використовується формула: °f = °c × 9/5 + 32.
Кельвін і Ранкін: основні одиниці в міжнародній практиці
Кельвін є основною одиницею термодинамічної температури в міжнародній системі одиниць (СІ). Вона названа на честь відомого шотландського Фізика Вільяма Томсона (згодом Лорда Кельвіна), який зробив значний внесок у розвиток термодинаміки. Кельвін є абсолютною шкалою температури, де нуль Кельвіна відповідає абсолютному нулю, тобто найменшій можливій температурі.
Ранкін-це одиниця температури, яка використовується в американській аеродинамічній промисловості та науці. Вона була введена американським фізиком Вільямом Реджинальдом Ранкіним і заснована на шкалі Фаренгейта. Величини на шкалі Ранкіна пов'язані з шкалою Фаренгейта наступним чином: 1°R = 1°f/ ° r, де F - температура в градусах Фаренгейта.
Кельвін і Ранкін широко застосовуються в наукових і технічних розрахунках, особливо в областях пов'язаних з тепловими процесами і аеродинамікою. Кельвін є основною одиницею міжнародних науково-технічних стандартів, тоді як Ранкін широко використовується в США та космічній промисловості.
Зв'язки між різними системами вимірювання температури
У світі існує кілька різних систем вимірювання температури, кожна з яких має свої унікальні одиниці виміру. Деякі з найбільш поширених систем включають градус Цельсія, градус Фаренгейта, градус Кельвіна і градус Реомюра.
Градус Цельсія (°C) є найбільш поширеною системою вимірювання температури, використовуваної в більшості країн світу. Вона заснована на шкалі, де 0°C відповідає точці замерзання води, а 100°C - точці кипіння води при нормальному атмосферному тиску.
Градус Фаренгейта (°F) є системою вимірювання температури, яка використовується в США і деяких інших країнах. Ця система заснована на шкалі, де 32°f відповідає точці замерзання води, а 212°f - точці кипіння води при нормальному атмосферному тиску. Формула для перетворення градусів Цельсія в градуси Фаренгейта: °F = °C × 9/5 + 32.
Градус Кельвіна (K) - це система абсолютних температурних вимірювань, що використовується в наукових і технічних розрахунках. Нуль за шкалою Кельвіна відповідає абсолютному нулю, який вважається найнижчою можливою температурою. Формула для конвертації градусів Цельсія в градуси Кельвіна: K = °c + 273.15.
Градус Реомюра (°Ré або °Rø) - це система вимірювання температури, яка була розроблена в 18 столітті і в даний час рідко використовується. Шкала Реомюра заснована на шкалі Цельсія, де 0°Ré відповідає точці замерзання води, а 80°ré - точці кипіння води при нормальному атмосферному тиску. Формула для перетворення градусів Цельсія в градуси Реомура: ° Ré = °c × 4/5.
Для зв'язку між різними системами вимірювання температури існують математичні формули, які дозволяють конвертувати значення з однієї системи в іншу. Це дозволяє вченим, інженерам та іншим професіоналам працювати з даними в різних системах та порівнювати результати досліджень.
Вплив одиниць вимірювання на повсякденне життя та наукові дослідження
Одиниці вимірювання температури відіграють важливу роль у повсякденному житті та наукових дослідженнях. Вони дозволяють нам вимірювати і оцінювати теплоту і холод, а також контролювати кліматичні умови.
У повсякденному житті ми часто використовуємо градус Цельсія (°C) для вимірювання температури. Він широко застосовується в побутовій техніці, медицині, прогнозах погоди та регулюванні теплових умов у приміщенні. Це дозволяє нам точно визначати комфортну температуру, задавати температуру води для купання, духовки або обігрівач, контролювати стан здоров'я і багато іншого.
У наукових дослідженнях вчені використовують різні одиниці вимірювання, включаючи Кельвіни (K) і Фаренгейти (°f). Кельвін є міжнародною системою одиниць вимірювання і використовується у фізиці та хімії. Він представляє абсолютну температуру і вимірюється відносно нульової температури абсолютного нуля (-273,15 °c). Фаренгейти, з іншого боку, часто використовуються в США та деяких інших країнах. Вони засновані на визначенні точок плавлення і кипіння води (32 °f і 212 °F відповідно).
Точність і вибір одиниці вимірювання температури впливають на точність наших вимірювань і результати наукових досліджень. Наприклад, при роботі з широкими діапазонами температур, використовується абсолютна шкала Кельвіна, щоб уникнути негативних значень. У той же час, використання градусів Цельсія може бути зручним для повсякденних завдань, де потрібно оцінити зміну температури.
Вплив одиниць вимірювання температури поширюється на всі сфери життя, від наших домашніх умов до наукових досліджень у космічній інженерії. Тому важливо знати і розуміти різні одиниці вимірювання температури і їх застосування, щоб бути в курсі навколишнього нас теплоти і розуміти результати наукових досліджень, що використовують температурні дані.