Artikel om omregning af temperaturskalaer
Celsius- og Fahrenheit-skalaen er forskellige temperaturskalaer. Hvis temperaturen på et objekt måles og udtrykkes på en Celsius-skala, og vi ønsker at angive objektets temperatur på Fahrenheit-skalaen, ændrer vi den derefter fra Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen. I dette afsnit lærer vi at ændre eller konvertere en temperaturskala.
Ved et tryk på 1 atm er frysepunktet for Celsius-termometeret = 0 oC, mens Fahrenheit-termometeret = 32 oF. omvendt, ved et tryk på 1 atm, temperaturen af kogepunktet for et termometer på Celsius-skala = 100 oC, mens et termometer med en Fahrenheit-skala = 212 oF.
For at gøre det nemmere for dig at ændre Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen eller ændre Fahrenheit-skalaen til Celsius-skalaen, skal du huske 0 oC = 32 oF og 100 oC = 212 oF. På Celsius-skalaen, mellem 0 oC og 100 oC er 100oPå Fahrenheit-skalaen, mellem 32 oF til 212 oDer er 180o.
3.1 Konverter Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen
For at få temperaturen på Fahrenheit (T)-skalaen skal du først gange temperaturen på Celsius (T C )-skalaen med 9/5 og derefter lægge 32 °C til.
3.2 Konverter Fahrenheit-skalaen til Celsius-skalaen
For at få temperaturen på Celsius-skalaen (T C ) skal du reducere temperaturen på Fahrenheit-skalaen (T F ) med 32 °C og derefter gange med 5/9.
4. Gastermometer med konstant volumen
Tidligere har vi lært, hvordan man kalibrerer et termometer. Det termometer, vi bruger, er et kviksølvtermometer uden skala. Hvis vi kalibrerer to termometre af forskellige typer, såsom et kviksølvtermometer og et alkoholtermometer, er de to termometres skalaer kun de samme ved 0 ° C (eller 32 ° F) og 100 ° C (eller 212 ° F). Hvis vi bruger de to termometre til at måle lufttemperatur, er tallene vist af hvert termometer ikke nødvendigvis de samme. Kviksølvtermometre kan vise 48 ° C, mens alkoholtermometre viser 46 ° C. Dette skyldes, at kviksølvs og alkohols udvidelseshastighed er forskellig. Det samme gælder for andre typer termometre, såsom bimetalliske termometre osv. Den temperaturskala, der bestemmes på denne måde, afhænger meget af det anvendte materiales art.
Da den temperaturskala, der er angivet ved hjælp af et termometer, normalt har en mangel, har vi brug for et standardtermometer. Eksistensen af et standardtermometer hjælper os med at indstille temperaturskalaen mere præcist uden at være afhængige af et materiales natur.
Et næsten perfekt termometer er et gastermometer med konstant volumen. Princippet for et gastermometer med konstant volumen er, at gasvolumenet opretholdes, så det altid er fast eller uændret. Når temperaturen stiger, stiger gastrykket også. I rør 1 og rør to er der kviksølv. Gasvolumenet opretholdes, så det altid er fast, ved at hæve eller sænke rør to, så kviksølvoverfladen i rør 1 stadig er ved referencetegnet. Hvis temperaturen stiger, stiger gastrykket i røret også. Derfor skal rør to løftes højere, så gasvolumenet altid er konstant. Gastrykket kan findes ved at aflæse højden af kviksølvsøjlen (h) i rør 2. Hvis du bruger en manuel metode, skal du bare huske, at kviksølvsøjlen er 760 mm = 1 atm (1 atmosfære). I et sofistikeret gastermometer med konstant volumen er der en tryktæller. Gasfyldte beholdere er også designet, så gassen altid har et fast volumen. Så det målte volumen ændrer sig kun i tryk.
5. Kelvin-skalaen
Hvis skråstregen i diagrammet ovenfor tegnes for at skære T o C-aksen, så er gastemperaturen = -273.15 o C, når gastrykket er 0. Måske tror vi, at temperaturen af en gas ved et tryk på 0 varierer afhængigt af gastypen i gastermometerrøret med konstant volumen. Baseret på eksperimentet, selvom gastypen er forskellig, når gastrykket bliver nul, er temperaturen altid værdisat til -273.15 o C. Således kan vi bruge denne temperatur som en standardtemperaturskala (også kendt som absolut nulpunktstemperatur). Denne absolutte nulpunktstemperatur er kendt som den absolutte skala eller Kelvin-skalaen. Kelvin er navnet på Lord Kelvin (1824-1907), en tidligere britisk fysiker.
På denne skala udtrykkes temperaturen i Kelvin (K), ikke Kelvin ( ° K). Intervallet mellem grader er det samme som på Celsius-skalaen, men nul er forskudt til 0 K. Så 0 K = -273.15 ° C og 273.15 K = 0 ° C. Temperaturen på Celsius-skalaen kan ændres til en Kelvin-skala ved at tilføje 273.15. Ligeledes kan temperaturen på Kelvin-skalaen ændres til Celsius-skalaen ved at reducere den til 273.15.
T(K) = T( oC ) + 273.15
T ( oC ) = T(K) – 273.15
