บทความเกี่ยวกับการแปลงหน่วยวัดอุณหภูมิ
มาตราเซลเซียสและมาตราฟาเรนไฮต์เป็นมาตราวัดอุณหภูมิที่แตกต่างกัน หากเราวัดและแสดงอุณหภูมิของวัตถุในมาตราเซลเซียส แล้วต้องการแสดงอุณหภูมิของวัตถุในมาตราฟาเรนไฮต์ เราจะต้องเปลี่ยนจากมาตราเซลเซียสเป็นมาตราฟาเรนไฮต์ ในหัวข้อนี้ เราจะเรียนรู้วิธีการเปลี่ยนหรือแปลงมาตราวัดอุณหภูมิ
ที่ความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิจุดเยือกแข็งของเทอร์โมมิเตอร์เซลเซียสเท่ากับ 0 oองศาเซลเซียส ในขณะที่เทอร์โมมิเตอร์ฟาเรนไฮต์ = 32 องศาเซลเซียส oในทางกลับกัน ที่ความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิของ จุดเดือด สำหรับเทอร์โมมิเตอร์แบบเซลเซียส = 100 oC ในขณะที่เทอร์โมมิเตอร์ที่มีมาตราส่วนฟาเรนไฮต์ = 212 oF.
เพื่อให้การเปลี่ยนจากมาตราส่วนเซลเซียสเป็นมาตราส่วนฟาเรนไฮต์ หรือจากมาตราส่วนฟาเรนไฮต์เป็นมาตราส่วนเซลเซียสทำได้ง่ายขึ้น โปรดจำไว้ว่า 0 oC = 32 oF และ 100 oC = 212 oฟาเรนไฮต์ บนมาตราเซลเซียส ระหว่าง 0 oC และ 100 oC คือ 100oขณะที่ในมาตราส่วนฟาเรนไฮต์ ระหว่าง 32 oF ถึง 212 oF มี 180o.
3.1 แปลงมาตราส่วนเซลเซียสเป็นมาตราส่วนฟาเรนไฮต์
ในการแปลงอุณหภูมิเป็นหน่วยฟาเรนไฮต์ (T) ให้คูณอุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส (TC )ด้วย 9/5 ก่อน แล้วจึงบวกด้วย32 °
3.2 แปลงมาตราส่วนฟาเรนไฮต์เป็นมาตราส่วนเซลเซียส
ในการแปลงอุณหภูมิเป็นหน่วยเซลเซียส (T° C ) ให้ลดอุณหภูมิในหน่วยฟาเรนไฮต์ (T° F ) ลง 32 องศาแล้วคูณด้วย 5/9
4. เทอร์โมมิเตอร์แก๊สแบบปริมาตรคงที่
ก่อนหน้านี้ เราได้เรียนรู้วิธีการสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์แล้ว เทอร์โมมิเตอร์ที่เราใช้เป็นเทอร์โมมิเตอร์ปรอทซึ่งไม่มีสเกล หากเราสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์สองอันที่ต่างชนิดกัน เช่น เทอร์โมมิเตอร์ปรอทและเทอร์โมมิเตอร์แอลกอฮอล์ สเกลของเทอร์โมมิเตอร์ทั้งสองจะเหมือนกันเฉพาะที่ 0 องศาเซลเซียส (หรือ 32 องศาฟาเรนไฮต์) และ 100 องศาเซลเซียส (หรือ 212 องศาฟาเรนไฮต์) เท่านั้น หากเราใช้เทอร์โมมิเตอร์ทั้งสองวัดอุณหภูมิอากาศ ตัวเลขที่แสดงโดยเทอร์โมมิเตอร์แต่ละอันจะไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน เทอร์โมมิเตอร์ปรอทอาจแสดงค่า 48 องศาเซลเซียส ในขณะที่เทอร์โมมิเตอร์แอลกอฮอล์แสดงค่า 46 องศาเซลเซียส นี่เป็นเพราะอัตราการขยายตัวของปรอทและแอลกอฮอล์แตกต่างกัน เช่นเดียวกับเทอร์โมมิเตอร์ชนิดอื่นๆ เช่น เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิก เป็นต้น สเกลอุณหภูมิที่กำหนดในลักษณะนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุที่ใช้เป็นอย่างมาก
เนื่องจากมาตราส่วนอุณหภูมิที่ระบุโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์มักมีข้อบกพร่อง เราจึงจำเป็นต้องใช้เทอร์โมมิเตอร์มาตรฐาน การมีเทอร์โมมิเตอร์มาตรฐานช่วยให้เราสามารถกำหนดมาตราส่วนอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น โดยไม่ต้องขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุ
เทอร์โมมิเตอร์ที่เกือบสมบูรณ์แบบคือเทอร์โมมิเตอร์แบบปริมาตรคงที่ หลักการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์แบบปริมาตรคงที่คือ ปริมาตรของก๊าซจะคงที่หรือไม่มีการเปลี่ยนแปลง เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันของก๊าซก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ในท่อที่ 1 และท่อที่ 2 มีปรอทอยู่ ปริมาตรของก๊าซจะถูกรักษาให้คงที่โดยการยกหรือลดระดับท่อที่ 2 เพื่อให้ระดับปรอทในท่อที่ 1 ยังคงอยู่ที่เครื่องหมายอ้างอิง หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความดันของก๊าซในท่อก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้น ท่อที่ 2 จะต้องถูกยกให้สูงขึ้นเพื่อให้ปริมาตรของก๊าซคงที่เสมอ ความดันของก๊าซสามารถทราบได้จากการอ่านความสูงของคอลัมน์ปรอท (h) ในท่อที่ 2 หากใช้วิธีแบบแมนนวล ให้จำไว้ว่าคอลัมน์ปรอทคือ 760 มม. = 1 บรรยากาศ (1 atm) ในเทอร์โมมิเตอร์แบบปริมาตรคงที่ที่ซับซ้อน จะมีตัวนับความดันอยู่ด้วย ภาชนะบรรจุก๊าซได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ก๊าซอยู่ในปริมาตรคงที่เสมอ ดังนั้น สิ่งที่วัดได้คือการเปลี่ยนแปลงของความดันเท่านั้น
5. มาตราเคลวิน
ถ้าลากเส้นเฉียงในแผนภูมิข้างต้นตัดแกน T ถึง C แล้ว เมื่อความดันแก๊สเป็น 0 อุณหภูมิของแก๊สจะเท่ากับ -273.15 องศาเซลเซียส เราอาจคิดว่าอุณหภูมิของแก๊สที่ความดัน 0 จะแตกต่างกันไปตามชนิดของแก๊สในหลอดเทอร์โมมิเตอร์แบบปริมาตรคงที่ จากการทดลองพบว่า แม้ว่าชนิดของแก๊สจะแตกต่างกัน เมื่อความดันแก๊สเป็นศูนย์ อุณหภูมิก็ยังคงมีค่าเท่ากับ -273.15 องศาเซลเซียสเสมอ ดังนั้น เราจึงสามารถใช้อุณหภูมินี้เป็นมาตรวัดอุณหภูมิมาตรฐาน (หรือที่เรียกว่าอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์) อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์นี้เรียกว่ามาตรวัดสัมบูรณ์หรือมาตรวัดเคลวิน เคลวินเป็นชื่อของลอร์ดเคลวิน (ค.ศ. 1824-1907) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ
ในมาตราส่วนนี้ อุณหภูมิจะแสดงเป็นเคลวิน (K) ไม่ใช่องศาเคลวิน ( ° K) ช่วงห่างระหว่างองศาจะเหมือนกับในมาตราส่วนเซลเซียส แต่ศูนย์จะเลื่อนไปที่ 0 K ดังนั้น 0 K = -273.15 ° C และ 273.15 K = 0 ° C อุณหภูมิในมาตราส่วนเซลเซียสสามารถเปลี่ยนเป็นมาตราส่วนเคลวินได้โดยการบวก 273.15 ในทำนองเดียวกัน อุณหภูมิในมาตราส่วนเคลวินสามารถเปลี่ยนเป็นมาตราส่วนเซลเซียสได้โดยการลบ 273.15
T (K) = T ( o C) + 273.15
T ( o C) = T (K) – 273.15
