イルム・ペンゲタワン

温度変換

摂氏と華氏は異なる温度目盛です。物体の温度を摂氏で測定し、それを華氏で表したい場合は、摂氏から華氏に変換します。このセクションでは、温度の変換方法や測定方法について学びます。

1気圧の圧力では、摂氏温度計の氷点温度は0です。 ^o摂氏、華氏温度計の目盛りは32 ^oF. 逆に、1気圧では、摂氏目盛温度計の蒸気点温度は100 ^o摂氏、華氏温度計の目盛りは212 ^oF. 下の図を見てください！

温度計で温度を測定するには、目盛りが定められている必要があります。一般的に使用される温度計の目盛りには、摂氏目盛りと華氏目盛りがあります。インドネシアで最も一般的に使用されている温度目盛りは摂氏目盛りです。摂氏目盛りは、センチグレード目盛りとも呼ばれます。センチグレードは100段階です。華氏目盛りは、アメリカ合衆国や冬の寒さが厳しい国でよく使用されます。科学において特に重要な温度目盛りは、絶対温度目盛り、またはケルビン目盛りです。ケルビン目盛りについては後ほど説明します。

摂氏温度と華氏温度は、水の凝固点と沸点を基準点としています。物質の凝固点とは、固体と液体が熱平衡状態にある温度のことです。逆に、物質の沸点とは、液体と気体が熱平衡状態にある温度のことです。凝固点と沸点は常に気圧によって変化するため、まず気圧を測定する必要があります。通常、標準気圧である1気圧（1気圧）を使用します。気圧は気圧の単位です。

温度計の校正

温度計の校正とは、温度計に目盛りをつける作業のことです。温度計を校正する手順は以下のとおりです。まず、目盛りのない水銀温度計またはアルコール温度計を用意します。次に、十分な量の氷を用意します。さらに、十分な量の水を用意します。最後に、水を沸騰させるために使用できる湯沸かし器を用意します。最後に、氷と水を容器に入れます（水と氷は同じ質量です）。その後、水と氷が入った容器に温度計を入れます。

温度計の定義

温度計は温度を測定するために設計された装置です。温度計には多くの種類がありますが、すべて同じ原理で動作します。一般的に、温度によって性質が変化する感温材料が使用されます。物体の温度が変化すると、その形状や大きさも変化します。ほとんどの温度計は、温度変化に応じて膨張または収縮する材料を使用しています。

熱力学の第零法則

熱力学第零法則の資料

これまで、接触している2つの物体が経験する熱平衡についてのみ考察してきました。熱平衡の概念をより深く理解するために、3つの物体（物体A、物体B、物体Cとします）について考えてみましょう。例えば、物体Bと物体Cは互いに接触していませんが、物体Aは物体Bと接触しており、物体Aは物体Cと接触しています。下の図をご覧ください。

物体AとBは互いに接触しているため、熱平衡状態にあり、同様に物体AとCも熱平衡状態にあります。では、互いに接触していない物体BとCも熱平衡状態にあるでしょうか？

熱平衡

熱平衡材料

アイスティーを飲んだことはありますか？アイスティーは、熱いお茶と氷を混ぜて作ります。かき混ぜたり、数秒から数分置いておくと、熱いお茶と氷の混合物が冷たいアイスティーに変わります。熱いお茶は温度が高く、氷は温度が低いです。グラスなどの容器で熱いお茶と氷を混ぜると、熱いお茶の熱の一部が氷に伝わるため、アイスティーの温度は熱いお茶の温度より低く、氷の温度より高くなります。

放射による熱伝達

暑い日に黒い服を着たり、日中に運動したりすると、どんな感じがしますか？白い服を着たときと比べてみてください。日中に黒い服を着ると、すぐに暑く感じます。なぜでしょうか？朝の太陽と地球の距離は、正午や夕方の太陽と地球の距離とほぼ同じです。では、なぜ朝と夕方は涼しく、午後は暑いのでしょうか？これらの疑問の答えは、放射による熱伝達に関係しています。

伝導による熱伝達

木製の椅子に座ると、椅子の表面が温かくなります。逆に、プラスチックや金属製の椅子に座ると、座った後も椅子の表面は温かく感じません。なぜ木製の椅子の表面は温かく、金属製の椅子の表面は温かくならないのでしょうか？マットレスなしで冷たい床で寝ると、なぜ痛みを感じるのでしょうか？冷たいジャケットを着たことがありますか？なぜほとんどの冷たいジャケットはウールでできているのでしょうか？伝導による熱伝達というテーマには、まだまだ考えるべきことや疑問に思うことがたくさんあります。

対流による熱伝達

晴れた日にビーチに行ったことがありますか？晴れた日には、ビーチでは必ず海から陸に向かって風が吹いています。なぜビーチにはいつも風が吹いているのでしょうか？また、なぜ日中は海風（海から陸に向かって吹く風）が吹き、夜は陸風（陸から海に向かって吹く風）が吹くのでしょうか？雨季にはなぜ山の斜面に雲が降りてくるのでしょうか？なぜ風は涼しく感じるのでしょうか？これらの疑問への答えは、陸と海の比熱、膨張、密度、そして対流による熱伝達（熱伝達）に関係しています。このテーマをしっかり理解すれば、上記の疑問はもちろん、後々抱くかもしれない他の疑問にも答えられるようになります。

熱伝達

熱伝達には、伝導、対流、放射による熱伝達の3種類があります。

伝導による熱伝達。高温の物体が低温の物体に接触すると、エネルギーは高温の物体から低温の物体へと移動します。このエネルギーの増加により、物体を構成する原子や分子の動きが速くなります。分子は動くと運動エネルギー（EK = ½ mv²）を持ちます^。より速く動く分子（運動エネルギーが大きい）は、隣接する分子と衝突します。これらの分子はさらに隣接する他の分子と衝突します。このようにして分子同士が衝突し、エネルギーが伝達されます。物体を構成する分子間の衝突によって起こる熱伝達を伝導といいます。伝導は通常、固体内、または固体から液体（液体から固体）、あるいは固体から気体（気体から固体）へと起こります。