Ocena brak

Skale temperaturowe

Autor /Jerry Dodano /04.10.2011

Skale temperatur są to zbiory wartości temperatur uporządkowanych w taki sposób, że każdej temperaturze (pojętej jako określony stan cieplny) przyporządkowana jest określona wartość wyrażona iloczynem wartości liczbowej i jednostki temperatury przyjętej w danej skali. Zdefiniowanie skali temperatur wymaga:

1) Przyjęcia co najmniej jednej temperatury jako punktu podstawowego skali i przyporządkowanie tej temperaturze określonej wartości;

2) Określenia przyjętej jednostki temperaturowej;

Za punkty podstawowe skali temperatur przyjmuje się najczęściej temperatury równowagi międzyfazowej układów jednoskładnikowych (np. temperatury wrzenia, krzepnięcia, topnienia lub punktów potrójnych substancji czystych). Najczęściej wybiera się punkty i substancje odznaczające się dużą odtwarzalnością i niezmiennością. Na przykład temperatura punktu potrójnego wody (273,16 °K = 0 °C) czy temperatura wrzenia wody (100 °C) pod ciśnieniem 101325 N/m3 (1 atmosfery fiz.) Ponieważ temperatura należy do wartości, które mierzymy metodą pośrednią - mierząc inne wielkości zależne od temperatury, określenie jednostki temperaturowej wynika z przyjętej zależności pomiędzy wybraną własnością określonego ciała i temperaturą.

Ciało takie nazywamy ciałem termometrycznym, a własność - własnością termometryczną. Tą ostatnią może być na przykład objętość określonej masy rtęci, ciśnienie określonej masy rzeczywistego gazu przy stałej objętości, opór elektryczny czujnika platynowego itd. W najprostszym ujęciu zależność pomiędzy temperaturą a wartością termometryczną przedstawia się liniowo. Teoretycznie możliwe jest istnienie nieskończonej ilości skal temperatur ze względu na dowolność w wyborze substancji termometrycznych i przyjmowanych punktów podstawowych skali. Do najważniejszych skal temperatur stosowanych obecnie należą: skala Kelvina, Celsjusza, Fahrenheita oraz mniej znane lub nie stosowane już skale: Rankine'a, Réaumura oraz Międzynarodowa Praktyczna Skala Temperatur.

1) Skala Kelvina - jest podstawową jednostką temperatury układu SI, powstała przez przyporządkowanie punktowi potrójnemu wody wartości równej 273,16 K. Za wartość zerową tej skali przyjęto temperaturę zera absolutnego. Jednostką temperatury w tej skali jest kelwin (1K). Wartość T° dobrano w taki sposób aby między wartością temperatury Tk w skali Kelvina a wartością temperatury tc w skali Celcjusza zachodził związek.

Tc = Tk - 273,15 Tk = Tc + 273,15

2) Skala Celsjusza - jest oparta na dwóch punktach stałych: 0°C - temperaturze topnienia lodu przy ciśnieniu normalnym i 100°C - temperaturze wrzenia wody przy ciśnieniu j.w. Jednostką temperatury w tej skali jest jeden stopień Celsjusza (1°C). Początkowo skala Celsjusza była określana na podstawie cieplnych zmian objętości rtęci, następnie po wielu udoskonaleniach przekształcono ją w Międzynarodową Praktyczną Skalę Temperatur.

3) Skala Fahrenheita - była początkowo oparta na dwóch punktach stałych: 0°F - temperatura topnienia mieszaniny śniegu i salmiaku) i 100°F, będącej naturalną temperaturą ciała ludzkiego. Obecnie skalę Fahrenheita definiuje się przez przyporządkowanie 0°C wartości 32°F oraz 100°C - 212°F. Jednostką temperatury w tej skali jest jeden stopień Fahrenheita. Związek pomiędzy temperaturą w skali Celsjusza i Fahrenheita ma postać:

Tf = 32 + Tc Tc = (Tf - 32)

4) Skala Réaumura - powstała przez przyporządkowanie temperaturze 0°C wartości 0°R, a temperaturze 100°C wartości 80°R. Jednostką w tej skali jest jeden stopień Reumera. Skala ta nie jest obecnie stosowana.

Tr = Tc Tc = Tr

5) Skala Rankine'a - powstała przez przyporządkowanie punktowi potrójnemu wody wartości 491,688°Rank. Jednostką temperatury w tej skali jest jeden stopień Rankine'a. Pomiędzy wartością w skali Rankine'a a wartością w skali Fahrenheita zachodzi związek:

Trank = Tf + 459,67

6) Międzynarodowa Praktyczna Skala Temperatur - zamiennie skala Kelvina i Celsjusza.

Podobne prace

Do góry