Artikkel temperatuuriskaalade teisendamise kohta
Celsiuse skaala ja Fahrenheiti skaala on erinevad temperatuuriskaalad. Kui objekti temperatuuri mõõdetakse ja väljendatakse Celsiuse skaalal, siis tahame objekti temperatuuri esitada Fahrenheiti skaalal ja muudame selle Celsiuse skaalalt Fahrenheiti skaalaks. Selles osas õpime temperatuuriskaalat muutma või teisendama.
1 atm rõhul on Celsiuse termomeetri külmumistemperatuur 0 oC, samas kui Fahrenheiti termomeeter = 32 oF. vastupidi, rõhul 1 atm on temperatuur keemistemperatuur Celsiuse skaala termomeetri puhul = 100 oC, samas kui Fahrenheiti skaalaga termomeeter = 212 oF.
Celsiuse skaala Fahrenheiti skaalaks või Fahrenheiti skaala Celsiuse skaalaks muutmise hõlbustamiseks pidage meeles 0 oC = 32 oF ja 100 oC = 212 oF. Celsiuse skaalal vahemikus 0 oC ja 100 oC on 100oFahrenheiti skaalal 32 ja 32 vahel. oF 212 oF on 180o.
3.1 Teisenda Celsiuse skaala Fahrenheiti skaalaks
Fahrenheiti (T) skaalal temperatuuri saamiseks korrutage Celsiuse (T C ) skaalal olev temperatuur kõigepealt 9/5-ga ja seejärel lisage 32 °C.
3.2 Teisenda Fahrenheiti skaala Celsiuse skaalaks
Celsiuse skaalal temperatuuri (T C ) saamiseks vähendage Fahrenheiti skaalal (T F ) olevat temperatuuri 32 kraadi võrra ja korrutage seejärel 5/9-ga.
4. Püsiva ruumalaga gaasitermomeeter
Eelnevalt õppisime termomeetri kalibreerimist. Kasutatav termomeeter on elavhõbedatermomeeter, millel pole skaalat. Kui kalibreerime kahte erinevat tüüpi termomeetrit, näiteks elavhõbedatermomeetrit ja alkoholitermomeetrit, on kahe termomeetri skaalad samad ainult temperatuuridel 0 ° C (või 32 ° F) ja 100 ° C (või 212 ° F). Kui kasutame kahte termomeetrit õhutemperatuuri mõõtmiseks, ei pruugi kummagi termomeetri näidatud numbrid olla samad. Elavhõbedatermomeetrid võivad näidata 48 ° C, alkoholitermomeetrid aga 46 ° C. See on tingitud elavhõbeda ja alkoholi paisumiskiiruse erinevusest. Samamoodi on ka teist tüüpi termomeetritega, näiteks bimetalltermomeetritega jne. Sel viisil määratud temperatuuriskaala sõltub väga palju kasutatava materjali olemusest.
Kuna termomeetri abil määratud temperatuuriskaalal on tavaliselt puudujääk, vajame standardset termomeetrit. Standardse termomeetri olemasolu aitab meil temperatuuriskaalat täpsemalt määrata, ilma et peaksime sõltuma materjali olemusest.
Peaaegu ideaalne termomeeter on konstantse mahuga gaasitermomeeter. Konstantse mahuga gaasitermomeetri tööpõhimõte on see, et gaasi maht hoitakse alati fikseeritud või muutumatuna. Kui temperatuur tõuseb, suureneb ka gaasi rõhk. Torus 1 ja torus 2 on elavhõbedat. Gaasi mahtu hoitakse alati fikseerituna, tõstes või langetades toru 2 nii, et elavhõbeda pind torus 1 oleks endiselt võrdlusmärgi juures. Kui temperatuur tõuseb, suureneb ka gaasi rõhk torus. Seetõttu tuleb toru 2 kõrgemale tõsta, et gaasi maht oleks alati konstantne. Gaasi rõhku saab teada, lugedes torus 2 elavhõbedasamba kõrgust (h). Manuaalse meetodi kasutamisel pidage meeles, et elavhõbedasammas on 760 mm = 1 atm (1 atmosfäär). Keerukas konstantse mahuga gaasitermomeetris on rõhuloendur. Gaasiga täidetud mahutid on samuti konstrueeritud nii, et gaasi maht on alati fikseeritud. Seega muutub mõõdetud väärtus ainult rõhus.
5. Kelvini skaala
Kui ülaltoodud diagrammil kaldkriips tõmmata T o C teljele, siis gaasi rõhul 0 on gaasi temperatuur = -273.15 ° C. Võib-olla arvame, et gaasi temperatuur rõhul 0 varieerub sõltuvalt konstantse ruumalaga gaasitermomeetri torus oleva gaasi tüübist. Katse põhjal, kuigi gaasi tüüp on erinev, kui gaasi rõhk langeb nulli, on temperatuuri väärtus alati -273.15 ° C. Seega saame seda temperatuuri kasutada standardse temperatuuriskaalana (tuntud ka kui absoluutne nulltemperatuur). Seda absoluutset nulltemperatuuri tuntakse absoluutse skaala ehk Kelvini skaalana. Kelvin on endise Briti füüsiku lord Kelvini (1824–1907) nimi.
Sellel skaalal väljendatakse temperatuuri kelvinites (K), mitte kelvini ( ° K) kraadides. Kraadide vaheline intervall on sama mis Celsiuse skaalal, kuid null on nihutatud 0 K-ni. Seega 0 K = -273.15 ° C ja 273.15 K = 0 ° C. Celsiuse skaala temperatuuri saab Kelvini skaalale muuta, liites sellele 273.15. Samamoodi saab Kelvini skaala temperatuuri Celsiuse skaalale muuta, vähendades 273.15.
T(K) = T( ° C) + 273.15
T( ° C) = T(K) – 273.15
