Температура шкалаларын түрлендіру туралы мақала
Цельсий шкаласы мен Фаренгейт шкаласы әртүрлі температура шкалалары болып табылады. Егер заттың температурасы Цельсий шкаласы бойынша өлшеніп, көрсетілсе, онда біз заттың температурасын Фаренгейт шкаласында көрсеткіміз келеді, содан кейін оны Цельсий шкаласынан Фаренгейт шкаласына өзгертеміз. Бұл бөлімде біз температура шкаласын өзгертуді немесе түрлендіруді үйренеміз.
1 атм қысымда Цельсий термометрі үшін қату температурасы = 0 oC, ал Фаренгейт термометрі = 32 oF. керісінше, 1 атм қысымда, температурасы қайнау температурасы Цельсий шкаласы бойынша термометр үшін = 100 oC, ал Фаренгейт шкаласы бар термометр = 212 oF.
Цельсий шкаласын Фаренгейт шкаласына немесе Фаренгейт шкаласын Цельсий шкаласына өзгертуді жеңілдету үшін 0 екенін есте сақтаңыз. oC = 32 oF және 100 oC = 212 oF. Цельсий шкаласы бойынша, 0 аралығында oC және 100 oC 100-ге теңoФаренгейт шкаласы бойынша, 32 аралығында oF-ден 212-ке дейін oF бар 180o.
3.1 Цельсий шкаласын Фаренгейт шкаласына түрлендіріңіз
Фаренгейт (Т) шкаласы бойынша температураны алу үшін алдымен Цельсий ( Т ) шкаласы бойынша температураны 9/5-ке көбейтіңіз, содан кейін 32 °C қосыңыз.
3.2 Фаренгейт шкаласын Цельсий шкаласына түрлендіріңіз
Цельсий шкаласы (T C ) бойынша температураны алу үшін , Фаренгейт (T F ) шкаласы бойынша температураны 32 o -ға азайтыңыз , содан кейін 5/9-ға көбейтіңіз.
4. Тұрақты көлемді газ термометрі
Бұрын біз термометрді қалай калибрлеу керектігін үйрендік. Біз қолданатын термометр - шкаласы жоқ сынапты термометр. Егер біз сынапты термометр және спиртті термометр сияқты әртүрлі типтегі екі термометрді калибрлесек, екі термометрдің шкаласы тек 0 ° C (немесе 32 ° F) және 100 ° C (немесе 212 ° F) температурада бірдей болады. Егер біз ауа температурасын өлшеу үшін екі термометрді қолдансақ, әр термометр көрсететін сандар міндетті түрде бірдей бола бермейді. Сынапты термометрлер 48 ° C көрсете алады, ал спиртті термометрлер 46 ° C көрсете алады. Себебі сынап пен спирттің кеңею жылдамдығы әртүрлі. Сол сияқты, биметалды термометрлер сияқты басқа термометр түрлерінде де. Осылайша анықталған температура шкаласы қолданылатын материалдың сипатына өте байланысты.
Термометрді пайдаланып көрсетілген температура шкаласы әдетте кемшілігі болғандықтан, бізге стандартты термометр қажет. Стандартты термометрдің болуы материалдың табиғатына тәуелді болмай, температура шкаласын дәлірек орнатуға көмектеседі.
Идеал термометр - тұрақты көлемді газ термометрі. Тұрақты көлемді газ термометрінің жұмыс принципі - газ көлемі әрқашан тұрақты немесе өзгермейтіндей етіп сақталады. Енді температура жоғарылаған кезде газ қысымы да артады. 1-құбырда және екінші құбырда сынап бар. Газ көлемі әрқашан тұрақты болатындай етіп сақталады, бұл үшін екінші құбырды көтеру немесе төмендету арқылы 1-құбырдағы сынап беті әлі де анықтамалық белгіде болады. Егер температура жоғарыласа, түтіктегі газ қысымы да артады. Сондықтан, газ көлемі әрқашан тұрақты болуы үшін екінші құбырды жоғары көтеру керек. Газ қысымын 2-құбырдағы сынап бағанының (h) биіктігін оқу арқылы білуге болады. Қолмен әдісті қолдансаңыз, сынап бағанының 760 мм = 1 атм (1 атмосфера) екенін есте сақтаңыз. Күрделі тұрақты көлемді газ термометрінде қысым есептегіші бар. Газ толтырылған контейнерлер де газ әрқашан тұрақты көлемде болатындай етіп жасалған. Сондықтан, өлшенген қысым ғана өзгереді.
5. Кельвин шкаласы
Егер жоғарыдағы диаграммадағы қиғаш сызық T o C осін кесу үшін салынса, онда газ қысымы 0 болғанда, газ температурасы = -273.15 o C болады. Мүмкін, біз 0 қысымдағы газдың температурасы тұрақты көлемді газ термометрі түтігіндегі газ түріне байланысты өзгереді деп ойлайтын шығармыз. Тәжірибеге сүйене отырып, газ қысымы нөлге тең болған кезде газ түрі әртүрлі болғанымен, температура әрқашан -273.15 o C шамасында болады. Осылайша, біз бұл температураны стандартты температура шкаласы (абсолютті нөл температурасы деп те аталады) ретінде пайдалана аламыз. Бұл абсолютті нөл температурасы абсолютті шкала немесе Кельвин шкаласы деп аталады. Кельвин - бұрынғы британдық физигі Лорд Кельвиннің (1824-1907) есімі.
Бұл шкала бойынша температура Кельвин ( o K) градусымен емес, Кельвинмен (K) өрнектеледі . Градустар арасындағы интервал Цельсий шкаласындағыдай, бірақ нөл 0 К-ге ығысады. Сондықтан 0 K = -273.15 o C және 273.15 K = 0 o C. Цельсий шкаласындағы температураны 273.15 қосу арқылы Кельвин шкаласына өзгертуге болады. Сол сияқты, Кельвин шкаласының температурасын 273.15 азайту арқылы Цельсий шкаласына өзгертуге болады.
T (K) = T ( o C) + 273.15
T ( o C) = T (K) – 273.15
