Cikk a hőmérsékleti skálák átváltásáról
A Celsius-skála és a Fahrenheit-skála különböző hőmérsékleti skálák. Ha egy tárgy hőmérsékletét Celsius-skálán mérjük és fejezzük ki, akkor a tárgy hőmérsékletét Fahrenheit-skálán akarjuk megadni, majd Celsius-skáláról Fahrenheit-skálára váltjuk. Ebben a részben megtanuljuk, hogyan kell megváltoztatni vagy átváltani egy hőmérsékleti skálát.
1 atm nyomáson a Celsius-hőmérő fagyáspontja = 0 oC, míg a Fahrenheit hőmérő = 32 oF. fordítva, 1 atm nyomáson a hőmérséklete a forráspont Celsius-skálájú hőmérő esetén = 100 oC, míg egy Fahrenheit-skálájú hőmérő = 212 oF.
Hogy könnyebben átválthass Celsius-skáláról Fahrenheit-skálára, vagy Fahrenheit-skáláról Celsius-skálára, ne feledd, hogy 0 oC = 32 oF és 100 oC = 212 oF. A Celsius-skálán, 0 között oC és 100 oC értéke 100oMíg a Fahrenheit-skálán 32 között van oF-től 212-ig oF van 180o.
3.1 Váltsd át a Celsius-skálát Fahrenheit-skálára
A Fahrenheit (T) skálán a hőmérséklet kiszámításához először szorozzuk meg a Celsius (T) skálán szereplő hőmérsékletet 9 /5-tel, majd adjunk hozzá 32 -t.
3.2 A Fahrenheit-skála átváltása Celsius-skálára
A Celsius-skálán (T C ) történő hőmérséklet-meghatározáshoz csökkentse a Fahrenheit-skálán (T F ) lévő hőmérsékletet 32 fokkal , majd szorozza meg 5/9-cel.
4. Állandó térfogatú gázhőmérő
Korábban megtanultuk, hogyan kell kalibrálni egy hőmérőt. Az általunk használt hőmérő egy higanyos hőmérő, amelynek nincs skála. Ha két különböző típusú hőmérőt kalibrálunk, például egy higanyos hőmérőt és egy alkoholos hőmérőt, a két hőmérő skálája csak 0 ° C-on (vagy 32 ° F-on) és 100 ° C-on (vagy 212 ° F-on) azonos. Ha a két hőmérőt levegő hőmérsékletének mérésére használjuk, a két hőmérő által mutatott számok nem feltétlenül azonosak. A higanyos hőmérők 48 ° C-ot, míg az alkoholos hőmérők 46 ° C-ot mutathatnak. Ez azért van, mert a higany és az alkohol tágulási sebessége eltérő. Hasonlóképpen más típusú hőmérőknél, például a bimetál hőmérőknél stb. Az így meghatározott hőmérsékleti skála nagymértékben függ a felhasznált anyag jellegétől.
Mivel a hőmérővel megadott hőmérsékleti skála általában hiányos, szükségünk van egy szabványos hőmérőre. Egy szabványos hőmérő megléte segít abban, hogy pontosabban beállítsuk a hőmérsékleti skálát anélkül, hogy az anyag természetétől kellene függenünk.
Egy majdnem tökéletes hőmérő állandó térfogatú gázhőmérő. Az állandó térfogatú gázhőmérő működési elve az, hogy a gáz térfogatát állandó értéken tartják. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a gáznyomás is növekszik. Az 1-es és a 2-es csőben higany van. A gáz térfogatát állandó értéken tartják a 2-es cső emelésével vagy süllyesztésével, hogy az 1-es csőben a higanyfelület továbbra is a referencia jelnél legyen. Ha a hőmérséklet emelkedik, a csőben a gáznyomás is növekszik. Ezért a 2-es csövet magasabbra kell emelni, hogy a gáz térfogata mindig állandó legyen. A gáznyomás a 2-es csőben lévő higanyoszlop magasságának (h) leolvasásával ismerhető meg. Kézi módszer használata esetén ne feledjük, hogy a higanyoszlop 760 mm = 1 atm (1 atmoszféra). Egy kifinomult állandó térfogatú gázhőmérőben nyomásszámláló található. A gázzal töltött tartályokat úgy is tervezték, hogy a gáz mindig állandó térfogatú legyen. Így a mért érték csak a nyomásban változik.
5. Kelvin-skála
Ha a fenti táblázatban a perjelet a T₂O₃ tengely metszésére húzzuk , akkor 0 gáznyomás mellett a gáz hőmérséklete -273.15 ° C. Azt gondolhatjuk, hogy a 0 nyomáson lévő gáz hőmérséklete az állandó térfogatú gázhőmérő csőjében lévő gáz típusától függ. A kísérlet alapján, bár a gáz típusa más, amikor a gáznyomás nullára csökken, a hőmérséklet értéke mindig -273.15 ° C. Így ezt a hőmérsékletet standard hőmérsékleti skálaként használhatjuk (más néven abszolút nulla hőmérséklet). Ezt az abszolút nulla hőmérsékletet abszolút skálaként vagy Kelvin-skálaként ismerjük. Kelvin Lord Kelvin (1824-1907), egykori brit fizikus neve.
Ezen a skálán a hőmérsékletet Kelvinben (K) fejezik ki, nem Kelvin ( ° K) fokban. A fokok közötti intervallum megegyezik a Celsius-skálán szereplővel, de a nulla 0 K-re van eltolva. Tehát 0 K = -273.15 ° C és 273.15 K = 0 ° C. A Celsius-skála hőmérséklete Kelvin-skálára alakítható át a 273.15 hozzáadásával. Hasonlóképpen, a Kelvin-skála hőmérséklete Celsius-skálára alakítható a 273.15 csökkentésével.
T(K) = T( ° C) + 273.15
T( ° C) = T(K) – 273.15
