Sıcaklık ölçeklerinin dönüştürülmesi hakkında makale
Celsius ve Fahrenheit ölçekleri farklı sıcaklık ölçekleridir. Bir cismin sıcaklığı Celsius ölçeğinde ölçülüp ifade edilmişse ve bu cismin sıcaklığını Fahrenheit ölçeğinde belirtmek istiyorsak, Celsius ölçeğinden Fahrenheit ölçeğine dönüştürmemiz gerekir. Bu bölümde, bir sıcaklık ölçeğini nasıl dönüştüreceğimizi veya değiştireceğimizi öğreneceğiz.
1 atm basınçta, Celsius termometresinin donma noktası sıcaklığı = 0 oC, Fahrenheit termometresi ise = 32'dir. oÖte yandan, 1 atm basınçta, sıcaklık kaynama noktası Celsius ölçekli bir termometre için = 100 oC, Fahrenheit ölçekli bir termometre ise = 212'ye eşittir. oF.
Santigrat derecesini Fahrenheit derecesine veya Fahrenheit derecesini Santigrat derecesine çevirmeyi kolaylaştırmak için 0'ı hatırlayın. oC = 32 oF ve 100 oC = 212 oF. Santigrat ölçeğinde, 0 ile 20°C arasında. oC ve 100 oC, 100'dür.oFahrenheit ölçeğinde ise 32 ile 10 derece arasında değişmektedir. oF - 212 oF'de 180 tane varo.
3.1 Santigrat dereceyi Fahrenheit derecesine dönüştürün
Fahrenheit (T) ölçeğinde sıcaklığı elde etmek için, önce Celsius (T C ) ölçeğindeki sıcaklığı 9/5 ile çarpın, ardından 32 ° ekleyin.
3.2 Fahrenheit ölçeğini Celsius ölçeğine dönüştürün
Santigrat ( C ) cinsinden sıcaklığı elde etmek için, Fahrenheit ( F ) cinsinden sıcaklığı 32 °C azaltın , ardından 5/9 ile çarpın.
4. Sabit hacimli gaz termometresi
Daha önce bir termometreyi nasıl kalibre edeceğimizi öğrenmiştik. Kullandığımız termometre, ölçeği olmayan bir cıva termometresidir. Cıva termometresi ve alkol termometresi gibi farklı tipte iki termometreyi kalibre edersek, iki termometrenin ölçekleri yalnızca 0 ° C (veya 32 ° F) ve 100 ° C (veya 212 ° F)'de aynıdır. İki termometreyi hava sıcaklığını ölçmek için kullanırsak, her termometrenin gösterdiği sayılar mutlaka aynı olmayabilir. Cıva termometreleri 48 ° C gösterirken, alkol termometreleri 46 ° C gösterebilir. Bunun nedeni, cıva ve alkolün genleşme hızlarının farklı olmasıdır. Aynı durum, bimetalik termometreler vb. gibi diğer termometre türleri için de geçerlidir. Bu şekilde belirlenen sıcaklık ölçeği, kullanılan malzemenin doğasına büyük ölçüde bağlıdır.
Termometre kullanılarak belirtilen sıcaklık ölçeğinde genellikle bir eksiklik olduğundan, standart bir termometreye ihtiyacımız vardır. Standart bir termometrenin varlığı, malzemenin doğasına bağlı kalmak zorunda kalmadan, sıcaklık ölçeğini daha hassas bir şekilde ayarlamamıza yardımcı olur.
Neredeyse mükemmel bir termometre, sabit hacimli gaz termometresidir. Sabit hacimli gaz termometresinin çalışma prensibi şöyledir: Gaz hacmi her zaman sabit veya değişmeden kalır. Sıcaklık arttığında, gaz basıncı da artar. 1. ve 2. borularda cıva bulunur. 1. borudaki cıva yüzeyi referans işaretinde kalacak şekilde 2. boruyu yükseltip alçaltarak gaz hacmi her zaman sabit tutulur. Sıcaklık artarsa, tüpteki gaz basıncı da artar. Bu nedenle, gaz hacminin her zaman sabit kalması için 2. boru daha yukarı kaldırılmalıdır. Gaz basıncı, 2. borudaki cıva sütununun (h) yüksekliğini okuyarak öğrenilebilir. Manuel yöntem kullanılıyorsa, cıva sütununun 760 mm = 1 atm (1 atmosfer) olduğunu hatırlamanız yeterlidir. Gelişmiş bir sabit hacimli gaz termometresinde, bir basınç sayacı bulunur. Gaz dolu kaplar da gazın her zaman sabit bir hacimde olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle, ölçülen sadece basınçtaki değişikliklerdir.
5. Kelvin Ölçeği
Yukarıdaki grafikteki eğik çizgi T o C eksenini kesecek şekilde çizilirse , gaz basıncı 0 olduğunda gaz sıcaklığı -273.15 ° C olur. Belki de 0 basınçtaki bir gazın sıcaklığının, sabit hacimli gaz termometre tüpündeki gazın türüne bağlı olarak değiştiğini düşünüyoruz. Deneye göre, gaz basıncı sıfır olduğunda gaz türü farklı olsa da, sıcaklık her zaman -273.15 ° C olarak değerlenir . Bu nedenle, bu sıcaklığı standart bir sıcaklık ölçeği (mutlak sıfır sıcaklığı olarak da bilinir) olarak kullanabiliriz. Bu mutlak sıfır sıcaklığı, mutlak ölçek veya Kelvin ölçeği olarak bilinir. Kelvin, eski bir İngiliz fizikçi olan Lord Kelvin'in (1824-1907) adıdır.
Bu ölçekte sıcaklık Kelvin (K) cinsinden ifade edilir, Kelvin ( ° K) cinsinden değil. Dereceler arasındaki aralık Celsius ölçeğindekiyle aynıdır, ancak sıfır 0 K'ye kaydırılmıştır. Yani 0 K = -273.15 ° C ve 273.15 K = 0 ° C. Celsius ölçeğindeki bir sıcaklık, 273.15 eklenerek Kelvin ölçeğine dönüştürülebilir. Benzer şekilde, Kelvin ölçeğindeki bir sıcaklık, 273.15 çıkarılarak Celsius ölçeğine dönüştürülebilir.
T (K) = T ( o C) + 273.15
T ( o C) = T (K) – 273.15
