Статия за преобразуване на температурни скали
Скалата на Целзий и скалата на Фаренхайт са различни температурни скали. Ако температурата на даден обект се измерва и изразява по скала на Целзий, тогава искаме да посочим температурата на обекта по скалата на Фаренхайт, след което я променяме от скалата на Целзий към скалата на Фаренхайт. В този раздел ще се научим да променяме или преобразуваме температурна скала.
При налягане от 1 атм, температурата на точката на замръзване за термометъра по Целзий = 0 oC, докато термометърът по Фаренхайт = 32 oF. обратно, при налягане от 1 атм, температурата на точката на кипене за термометър по скала на Целзий = 100 oC, докато термометър със скала по Фаренхайт = 212 oF.
За да ви е по-лесно да промените скалата на Целзий към скалата на Фаренхайт или да промените скалата на Фаренхайт към скалата на Целзий, запомнете 0 oC = 32 oФ и 100 oC = 212 oF. По скалата на Целзий, между 0 oС и 100 oC е 100oДокато по скалата на Фаренхайт, между 32 oF до 212 oF има 180o.
3.1 Преобразувайте скалата на Целзий в скалата на Фаренхайт
За да получите температурата по скалата на Фаренхайт (T), първо умножете температурата по скалата на Целзий (T° C ) по 9/5, след което добавете 32 °.
3.2 Преобразуване на скалата по Фаренхайт в скалата по Целзий
За да получите температурата по скалата на Целзий (T° C ), намалете температурата по скалата на Фаренхайт (T° F ) с 32 ° , след което умножете по 5/9.
4. Газов термометър с постоянен обем
Преди това научихме как да калибрираме термометър. Термометърът, който използваме, е живачен термометър без скала. Ако калибрираме два термометъра от различни видове, като например живачен термометър и спиртен термометър, скалите на двата термометъра ще бъдат еднакви само при 0 ° C (или 32 ° F) и 100 ° C (или 212 ° F). Ако използваме двата термометъра за измерване на температурата на въздуха, числата, показвани от всеки термометър, не са непременно еднакви. Живачните термометри могат да показват 48 ° C, докато спиртните термометри - 46 ° C. Това е така, защото скоростта на разширяване на живака и алкохола е различна. По същия начин е и с други видове термометри, като например биметални термометри и др. Температурната скала, определена по този начин, зависи много от естеството на използвания материал.
Тъй като температурната скала, определена с помощта на термометър, обикновено има недостатък, се нуждаем от стандартен термометър. Съществуването на стандартен термометър ни помага да зададем температурната скала по-точно, без да се налага да зависим от естеството на материала.
Почти перфектен термометър е газов термометър с постоянен обем. Принципът на работа на газов термометър с постоянен обем е, че обемът на газа се поддържа така, че той винаги да е фиксиран или непроменен. Сега, когато температурата се повиши, налягането на газа също се увеличава. В тръба 1 и тръба две има живак. Обемът на газа се поддържа така, че да е винаги фиксиран, чрез повдигане или спускане на тръба две, така че повърхността на живака в тръба 1 да е все още на референтния знак. Ако температурата се повиши, налягането на газа в тръбата също се увеличава. Следователно, тръба две трябва да се повдигне по-високо, така че обемът на газа да е винаги постоянен. Налягането на газа може да се знае чрез отчитане на височината на живачния стълб (h) в тръба 2. Ако използвате ръчен метод, просто не забравяйте, че живачният стълб е 760 mm = 1 atm (1 атмосфера). В усъвършенстван газов термометър с постоянен обем има брояч на налягане. Съдовете, пълни с газ, също са проектирани така, че газът винаги да е във фиксиран обем. Така се измерват само промени в налягането.
5. Скала на Келвин
Ако наклонената черта в горната диаграма е начертана, за да пресече оста T o C, тогава когато налягането на газа е 0, температурата на газа = -273.15 ° C. Може би си мислим, че температурата на газ при налягане 0 варира в зависимост от вида на газа в тръбата на газовия термометър с постоянен обем. Въз основа на експеримента, въпреки че видът газ е различен, когато налягането на газа стане нула, температурата винаги се оценява на -273.15 ° C. По този начин можем да използваме тази температура като стандартна температурна скала (известна също като абсолютна нулева температура). Тази абсолютна нулева температура е известна като абсолютна скала или скала на Келвин. Келвин е името на лорд Келвин (1824-1907), бивш британски физик.
В тази скала температурата се изразява в Келвин (K), а не в градуси по Келвин ( ° K). Интервалът между градусите е същият като в скалата по Целзий, но нулата е изместена на 0 K. Така 0 K = -273.15 ° C и 273.15 K = 0 ° C. Температурата в скалата по Целзий може да се промени в скала по Келвин, като се добави 273.15. По същия начин, температурата в скалата по Келвин може да се промени в скала по Целзий, като се намали 273.15.
Т(К) = Т( ° C) + 273.15
T ( ° C) = T (K) – 273.15
