Articulus de thermometris et scalis temperaturae
1. Thermometra
Instrumentum ad mensuram temperaturae destinatum est thermometrum. Multa genera thermometrorum sunt, sed principium operationis idem est. Plerumque obiectis thermometricis utimur, natura materiae quae cum temperatura mutatur. Si temperatura obiecti mutatur, forma et magnitudo obiecti etiam mutantur. Pleraque thermometra obiectis utuntur quae expandere vel contrahere possunt cum temperatura mutatur. Thermometra quae saepe adhibentur constant ex tubis vitreis, ubi alcohol vel mercurius in centro tubi est. Cum temperatura crescit, alcohol vel mercurius in vase expandit ita ut longitudo columnae alcoholis vel mercurii crescat. Contra, cum temperatura decrescit, longitudo columnae alcoholis vel mercurii decrescit. Extra tubum vitreum, numeri sunt qui scalam thermometri repraesentant. Numerus ab extremo superiore columnae alcoholis vel mercurii monstratus valorem temperaturae obiecti mensurati indicat.
Alia genera thermometrorum vulgo adhibita sunt thermometra quae laminas bimetallicas (duo metalla diversorum generum et diversarum celeritatum expansionis) utuntur. Cum temperatura crescit, unum metallum expansionem maiorem quam alterum metallum subit. Quam ob rem, partes curvantur. Plerumque, pars bimetallica spiralis est, ubi unum extremum fragmenti manet, dum alterum extremum indicatori scalae connectitur. Cum temperatura mutatur, index rotatur. Thermometra quae laminas bimetallicas utuntur typice ut thermometra aerea, thermometra cubicularia, thermometra furnaria etc. adhibentur. Thermometrum, quod accuratius vel praecisius est, saepe proprietatibus electricis obiecti utitur.
2. Calibratio Thermometri
Calibratio thermometri est processus mensurandi thermometrum. Hic sunt gradus ad thermometrum calibrandum. Primo, thermometrum mercuriale vel thermometrum alcoholicum sine scala para. Secundo, glaciem para. Tertio, aquam para. Quarto, calefactorem aquae qui ad ebullitionem aquam calefaciendam adhiberi potest para. Quinto, glaciem et aquam in vas pone (aqua et glacies eandem massam habent). Deinde, thermometrum in vas continens aquam et glaciem pone.
Primo, thermometrum cum aerem in contactum venit, ita ut glacie calidius sit. Postquam in vase positum est, longitudo columnae hydrargyri minuetur, quia mixtura aquae et glaciei magis refrigerat. Sine donec longitudo columnae hydrargyri non mutetur (superficies hydrargyri non movetur). Cum longitudo columnae hydrargyri non mutatur, mixtura glaciei et aquae in aequilibrio thermico est. Signum pone in columna hydrargyri (signum pone in extremo superiore columnae hydrargyri). Haec est temperatura puncti glacialis sive punctum congelationis aquae. Sexto, aquam calefaciente electrico coque. Thermometrum in vase aquam calefactam continens inser. Cum aqua calescit aut temperatura aquae augetur, longitudo columnae hydrargyri etiam augetur (superficies hydrargyri sursum movetur). Postquam aqua ebulliit, superficies hydrargyri moveri desinit. Signum pone in extremo columnae hydrargyri. Haec est temperatura puncti ebullitionis aquae sive punctum vaporis.
Si scalam Celsii facere vis, spatium inter duas notas in 100 lineas dividitur, ubi spatium inter utramque lineam idem esse debet. Signum inferius = 0 ° C, dum signum superius = 100 ° C. Vide figuram a latere. Temperatura puncti glacialis et temperatura puncti vaporis a pressione aeris pendent. Ergo, thermometrum quod in loco cum diversa pressione aeris calibratur diversa resultata dabit. Thermometra mercurialia vulgo adhibita ad unam pressionem atmosphaericam calibrantur, ita ut temperatura puncti congelationis aquae sit 0 ° C et temperatura puncti ebullitionis sit 100 ° C. Thermometra regularia, ut thermometra mercurialia vel thermometra alcoholica, plerumque limitata sunt. Thermometrum non potest adhiberi ad temperaturas humillimas (inferiores quam 0 ° C) aut altissimas (superiores quam 100 ° C) metiendas.
3. Scalae temperaturae
Ut thermometrum ad temperaturam metiendam adhibeatur, necesse est scalam temperaturae constituere. Duae scalae temperaturae saepe adhibentur, inter quas scala Celsius et scala Fahrenheit. Aliud nomen scalae Celsius est scala centigrada. Centigradus = centum gradus. Scala temperaturae quae in campo scientiae critica est scala absoluta sive scala Kelvin. De scala Kelvin postea disseremus. Puncta fixa scalae Celsius et scalae Fahrenheit utuntur puncto congelationis et puncto ebullitionis aquae. Punctum congelationis substantiae est temperatura ad quam formae solidae et liquidae in aequilibrio thermico sunt. Contra, punctum ebullitionis substantiae est temperatura ad quam forma liquida et forma gaseosa in aequilibrio thermico sunt. Punctum congelationis et punctum ebullitionis constanter mutantur cum pressione aeris, ita pressio aeris primum determinanda est. Plerumque, pressionem normalem utimur, quae est 1 atm (una atmosphaera). Atmosphaera est una unitas pressionis aeris.
Scala Celsius 3.1
Punctum fixum supra scalam Celsii punctum ebullitionis aquae purae adhibet, dum punctum fixum infra scalam Celsii punctum congelationis aquae purae adhibet. Temperatura congelationis aquae purae (etiam punctum glaciei appellata) est zero gradus Celsii (0 oC) et temperatura puncti ebullitionis aquae purae (etiam punctum vaporis appellati) est centum gradus Celsii (100 oC). Inter puncta glaciei et vaporis, centum gradus sunt. In thermometris quae scala Celsii utuntur, scala temperaturae inferior temperatura puncti glaciei typice numero negativo notatur.
Scala Fahrenheit 3.2
Fahrenheit scalas temperaturae positivas esse vult. Itaque, 0 ° F pro temperatura mixtionis glaciei et aquae salsae (frigidissima temperatura quam aqua attingere potest) elegit. Cum temperaturam punctorum glaciei et punctorum vaporis metitur, numeri in scala Fahrenheit monstrati fractiones sunt. Denique, scalam iterum mutavit ut temperatura puncti glaciei et puncti vaporis numeri integri essent.
Pro scala Fahrenheit, temperatura congelationis aquae purae (punctum glaciei) est 32 gradus Fahrenheit (32 oF) et temperatura puncti ebullitionis aquae purae (punctum vaporis) est 212 gradus Fahrenheit (212 oInter puncta glaciei et vaporis, sunt 180 gradus. Aqua pura est aqua quae non mixta est cum aliis substantiis. H purum20. Cum temperaturam quandam dicimus, eam Celsii appellamus (oC) vel Fahrenheit (o(F). Exemplum: temperatura aquae calidae = 100 oC vel 180 oF. Temperatura corporis mei = 98 oF. Contra, si mutationem temperaturae vel differentiam temperaturae dicimus, tum gradum Celsium (C) appellamus.o) vel gradus Fahrenheit (FoExemplum: temperatura aquae initialis est 20 oC. Postquam calefacta est, temperatura ad 50 mutatur. oC. Itaque aqua mutationem temperaturae 30 graduum Celsii (30 C) subit.o).
