המרת סולמות טמפרטורה

מאמר על המרת סולמות טמפרטורה

סולם צלזיוס וסולם פרנהייט הם סולמות טמפרטורה שונים. אם הטמפרטורה של עצם נמדדת ומבוטאת בסולם צלזיוס, אז אנחנו רוצים לציין את הטמפרטורה של העצם בסולם פרנהייט ואז נשנה אותה מסולם צלזיוס לסולם פרנהייט. בחלק זה, נלמד לשנות או להמיר סולם טמפרטורה.

בלחץ של 1 אטמוספרה, טמפרטורת נקודת הקיפאון עבור מדחום צלזיוס = 0 ^oמעלות צלזיוס, בעוד שמדחום פרנהייט = 32 ^oF. לעומת זאת, בלחץ של 1 אטמוספרה, הטמפרטורה של נקודת הרתיחה עבור מדחום בסולם צלזיוס = 100 ^oמעלות צלזיוס, בעוד שמדחום עם סולם פרנהייט = 212 ^oF.

כדי להקל עליך לשנות את סולם צלזיוס לסולם פרנהייט או את סולם פרנהייט לסולם צלזיוס, זכור את 0 ^oC = 32 ^oפ' ו-100 ^oC = 212 ^oפ. בסולם צלזיוס, בין 0 ^oC ו- 100 ^oג' זה 100^oבזמן שנמצא בסולם פרנהייט, בין 32 ^oF כדי 212 ^oישנם 180^o.

3.1 המר את סולם צלזיוס לסולם פרנהייט

כדי לקבל את הטמפרטורה בסולם פרנהייט (T), הכפל את הטמפרטורה בסולם צלזיוס (T _C ) תחילה ב-9/5 ולאחר מכן הוסף 32 ^{מעלות צלזיוס}.

3.2 המר את סולם פרנהייט לסולם צלזיוס

כדי לקבל את הטמפרטורה בסולם צלזיוס (T° _C ), יש להפחית את הטמפרטורה בסולם פרנהייט (T° _F ) ב-32 ^מעלות , ולאחר מכן להכפיל ב-5/9.

4. מדחום גז בנפח קבוע

בעבר, למדנו כיצד לכייל מדחום. המדחום בו אנו משתמשים הוא מדחום כספית שאין לו סקאלה. אם נכייל שני מדחומים מסוגים שונים, כגון מדחום כספית ומדחום אלכוהול, סקאלות שני המדחומים זהות רק ב-0 ^מעלות צלזיוס (או 32 ^מעלות פרנהייט) וב-100 ^מעלות צלזיוס (או 212 ^מעלות פרנהייט). אם נשתמש בשני המדחומים למדידת טמפרטורת האוויר, המספרים המוצגים על ידי כל מדחום אינם בהכרח זהים. מדחומי כספית יכולים להראות 48 ^מעלות צלזיוס, בעוד שמדחומי אלכוהול מראים 46 ^מעלות צלזיוס. הסיבה לכך היא שמהירות ההתפשטות של כספית ואלכוהול שונה. כך גם לגבי סוגים אחרים של מדחומים, כגון מדחומים דו-מתכתיים וכו'. סקאלת הטמפרטורה הנקבעת בדרך זו תלויה במידה רבה באופי החומר בו נעשה שימוש.

מכיוון שלרוב יש חסרון בסולם הטמפרטורה המצוין באמצעות מדחום, אנו זקוקים למדחום סטנדרטי. קיומו של מדחום סטנדרטי עוזר לנו לכוון את סולם הטמפרטורה בצורה מדויקת יותר, מבלי להסתמך על אופי החומר.

מדחום כמעט מושלם הוא מדחום גז בנפח קבוע. עקרון הפעולה של מדחום גז בנפח קבוע הוא שנפח הגז נשמר כך שהוא תמיד קבוע או לא משתנה. כעת, כאשר הטמפרטורה עולה, גם לחץ הגז עולה. בצינור 1 ובצינור שתיים יש כספית. נפח הגז נשמר כך שהוא תמיד קבוע, על ידי הרמה או הורדה של צינור שתיים כך שפני הכספית בצינור 1 עדיין יהיו בסימן הייחוס. אם הטמפרטורה עולה, גם לחץ הגז בצינור עולה. לכן, יש להרים את צינור שתיים גבוה יותר כך שנפח הגז יהיה תמיד קבוע. ניתן לדעת את לחץ הגז על ידי קריאת גובה עמודת הכספית (h) בצינור 2. אם משתמשים בשיטה ידנית, זכרו שעמודת הכספית היא 760 מ"מ = 1 אטמוספרה (1 אטמוספרה). במדחום גז מתוחכם בנפח קבוע, יש מונה לחץ. מיכלי גז מלאים תוכננו גם הם כך שהגז תמיד יהיה בנפח קבוע. לכן, הלחץ הנמדד משתנה רק.

5. סולם קלווין

אם הקו הנטוי בטבלה למעלה משורטט כדי לחתוך את ציר T ^o C, אז כאשר לחץ הגז הוא 0, טמפרטורת הגז = -273.15 ^מעלות צלזיוס. אולי אנו חושבים שטמפרטורת הגז בלחץ של 0 משתנה בהתאם לסוג הגז בצינור מדחום הגז בנפח קבוע. בהתבסס על הניסוי, למרות שסוג הגז שונה כאשר לחץ הגז הופך לאפס, הטמפרטורה תמיד מוערכת כ- -273.15 ^מעלות צלזיוס. לכן, אנו יכולים להשתמש בטמפרטורה זו כסולם טמפרטורה סטנדרטי (המכונה גם טמפרטורת האפס המוחלט). טמפרטורת האפס המוחלט הזו ידועה כסולם מוחלט או סולם קלווין. קלווין הוא שמו של לורד קלווין (1824-1907), פיזיקאי בריטי לשעבר.

בסולם זה, הטמפרטורה מבוטאת במעלות קלווין (K), ולא במעלות קלווין ( ^° K). המרווח בין המעלות זהה לזה שבסולם צלזיוס, אך האפס מוזז ל-0 K. לכן, 0 K = -273.15 ^° C ו-273.15 K = 0 ^° C. ניתן לשנות את הטמפרטורה בסולם צלזיוס לסולם קלווין על ידי הוספת 273.15. באופן דומה, ניתן לשנות את הטמפרטורה בסולם קלווין לסולם צלזיוס על ידי הפחתת 273.15.

T(K) = T( ^oC ) + 273.15

T ( ^oC ) = T (K) – 273.15