Konvertering av temperaturskalaer

Artikkel om konvertering av temperaturskalaer

Celsius- og Fahrenheit-skalaen er forskjellige temperaturskalaer. Hvis temperaturen til et objekt måles og uttrykkes på en Celsius-skala, ønsker vi å angi temperaturen til objektet på Fahrenheit-skalaen, og deretter endrer vi den fra Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen. I denne delen lærer vi å endre eller konvertere en temperaturskala.

Ved et trykk på 1 atm er frysepunktet for Celsius-termometeret = 0 ^oC, mens Fahrenheit-termometeret = 32 ^oF. omvendt, ved et trykk på 1 atm, temperaturen til kokepunktet for et Celsius-termometer = 100 ^oC, mens et termometer med en Fahrenheit-skala = 212 ^oF.

For å gjøre det enklere for deg å endre Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen eller endre Fahrenheit-skalaen til Celsius-skalaen, husk 0 ^oC = 32 ^oF og 100 ^oC = 212 ^oF. På Celsius-skalaen, mellom 0 ^oC og 100 ^oC er 100^oMens du er på Fahrenheit-skalaen, mellom 32 ^oF til 212 ^oDet er 180^o.

3.1 Konverter Celsius-skalaen til Fahrenheit-skalaen

For å få temperaturen på Fahrenheit-skalaen (T), multipliser temperaturen i Celsius (T)_C) skaler først med 9/5, legg deretter til 32^o.

3.2 Konverter Fahrenheit-skalaen til Celsius-skalaen

For å få temperaturen på Celsius-skalaen (T_C), reduser temperaturen på Fahrenheit (T_F) skala med 32^o, og multipliser deretter med 5/9.

4. Gasstermometer med konstant volum

Tidligere har vi lært hvordan man kalibrerer et termometer. Termometeret vi bruker er et kvikksølvtermometer uten skala. Hvis vi kalibrerer to termometre av forskjellige typer, for eksempel et kvikksølvtermometer og et alkoholtermometer, er skalaen til de to termometrene den samme bare ved 0. ^oC (eller 32 ^oF) og 100 ^oC (eller 212 ^oF). Hvis vi bruker de to termometrene til å måle lufttemperatur, er ikke tallene som vises av hvert termometre nødvendigvis de samme. Kvikksølvtermometre kan vise 48 ^oC, mens alkoholtermometere viser 46 ^oC. Dette er fordi utvidelseshastigheten til kvikksølv og alkohol er forskjellig. Det samme gjelder for andre typer termometre, som bimetalliske termometre osv. Temperaturskalaen som bestemmes på denne måten avhenger i stor grad av materialets natur.

Fordi temperaturskalaen som spesifiseres ved hjelp av et termometer vanligvis har en mangel, trenger vi et standardtermometer. Eksistensen av et standardtermometer hjelper oss å stille inn temperaturskalaen mer presist, uten å være avhengig av materialets natur.

Et nesten perfekt termometer er et gasstermometer med konstant volum. Prinsippet for et gasstermometer med konstant volum er at gassvolumet opprettholdes slik at det alltid er fast eller uendret. Når temperaturen øker, øker også gasstrykket. I rør 1 og rør to er det kvikksølv. Gassvolumet opprettholdes slik at det alltid er fast, ved å heve eller senke rør to slik at kvikksølvoverflaten i rør 1 fortsatt er ved referansetegnet. Hvis temperaturen øker, øker også gasstrykket i røret. Derfor må rør to løftes høyere slik at gassvolumet alltid er konstant. Gasstrykket kan finnes ved å lese av høyden på kvikksølvsøylen (h) i rør 2. Hvis du bruker en manuell metode, husk at kvikksølvsøylen er 760 mm = 1 atm (1 atmosfære). I et sofistikert gasstermometer med konstant volum er det en trykkteller. Gassfylte beholdere er også designet slik at gassen alltid har et fast volum. Så det målte volumet endres bare i trykk.

5. Kelvin-skalaen

Hvis skråstreken i diagrammet ovenfor tegnes for å kutte T-en ^oC-aksen, og når gasstrykket er 0, er gasstemperaturen = -273.15 ^oC. Kanskje vi tror at temperaturen til en gass ved et trykk på 0 varierer avhengig av gasstypen i gasstermometerrøret med konstant volum. Basert på eksperimentet, selv om gasstypen er forskjellig når gasstrykket blir null, er temperaturen alltid verdsatt til -273.15 ^oC. Dermed kan vi bruke denne temperaturen som en standard temperaturskala (også kjent som absolutt nullpunktstemperatur). Denne absolutte nullpunktstemperaturen er kjent som den absolutte skalaen eller Kelvin-skalaen. Kelvin er navnet til Lord Kelvin (1824–1907), en tidligere britisk fysiker.

På denne skalaen uttrykkes temperaturen i Kelvin (K), ikke Kelvin (^oK) grader. Intervallet mellom gradene er det samme som på Celsius-skalaen, men null er forskjøvet til 0 K. Så 0 K = -273.15 ^oC og 273.15 K = 0 ^oC. Temperaturen på Celsius-skalaen kan endres til en Kelvin-skala ved å legge til 273.15. På samme måte kan temperaturen på Kelvin-skalaen endres til Celsius-skalaen ved å redusere 273.15.

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

T ( ^oC ) = T(K) – 273.15