Перевести градусы Цельсия в кельвин

Измерение температуры в градусах Цельсия и Кельвинах

Перевести градусы Цельсия в кельвин

Самой известной температурной шкалой в большинстве стран мира с XVIII века служила шкала измерения градусного режима по Цельсию (оС).

Другая температурная шкала, предложенная в XIX веке, внесла уточнения в шкалу по Цельсию и стала самой точной системой определения сверхнизких температур.

Новая шкала выявила некую постоянную величину термодинамической точки воды, которую назвали «кельвин» (К).

Однако даже с дополнениями и уточнениями по Кельвину, в современном мире пользуются в основном системой определения градусов по Цельсию. Хотя, в США или на Ямайке, использовали в старые времена и придерживаются до сих пор показателей ещё одной шкалы определения температур, предложенной Фаренгейтом.

Измерения по Цельсию

Система измерения температурного градуса по Цельсию взяла своё название по имени Андерса Цельсия, шведского физика, разработавшего в 1742 году шкалу измерения температур. Учёный предположил, что такие физические процессы, как закипание воды, или таяние льда, напрямую зависят от давления в окружающей атмосфере. Это затрудняло исследования по определению точных показаний.

Шкала по Цельсию имела диапазон от 0 до 100 градусов со знаком «+», который продолжается вниз или вверх до бесконечности. Это являлось проблемой для точного измерения величин, поскольку известно, что ниже +4 °C вода имеет свойство расширяться и при дальнейшем понижении температуры даёт неправильные показания градусных значений.

Пересмотрена и модернизирована шкала температур по Цельсию была лишь после одобрения научным миром разработок физика Уильяма Томсона (Кельвина). Именно тогда была представлена постоянная температурная величина и принято определение, что 1 градус Цельсия равен 274,15 Кельвинам.

Температура в Кельвинах

Такое название дано новой температурной единице по имени англичанина У. Томсона, впоследствии за неоценимые заслуги в развитии физики, получившего звание лорда Кельвина Ларгского. Им в 1848 году была предложена градусная единица для расчёта показаний температур в таком виде:

1 кельвин = 1/273,16 части температуры тройной точки воды.

По новой шкале отсчёт температуры начинается с абсолютного нуля. Под абсолютным нулём понимается состояние, равное величине минимальной внутренней энергии тела. Приведённое тождество можно охарактеризовать иначе:

1 К = 1/273,16 расстояния от абсолютного нуля до точки воды.

Тройная точка воды – это состояние равновесия пара, воды и льда. Абсолютный ноль по Томсону (0 К), это точка температуры, при которой прекращается движение молекул, газы не имеют никакого объёма, и называется такое их состояние – состоянием идеального холода.

Достичь абсолютного нуля невозможно, но, благодаря расчётам учёного, удалось максимально к этому приблизиться.

Весь смысл научных трудов сводился к тому, что вести подсчёты по такой шкале, где началом служит постоянная величина, принятая за абсолютный нуль, гораздо проще.

В новой шкале отсутствуют отрицательные величины. 0 К считается самой низкой температурой, которая возможна на Земле.

Так, с точки зрения физиков и математиков, легче вычислять температуры, усреднять значения или выводить взаимоотношения плюсовых и минусовых градусов.

Однако, когда речь идёт о значениях температур, представленных в Кельвинах, термин «градусы» не используют, ведь по шкале Томпсона значения определяются не градусами, а «абсолютной температурой».

Сравнение двух температурных величин

Принятая абсолютная температурная величина 0 К взята за начало отсчёта по шкале Кельвина. Вплоть до 1968 г. новая мера градусной величины именовалась «градусом Кельвина», по подобию с «градусом Цельсия».

Впоследствии научное сообщество, во главе с Генеральной комиссией, ответственной за обозначения мер и весов, официально переименовала температурную единицу в «кельвин», с сокращённым обозначением «К» и относительной величиной к Цельсию (оС) равной: С/К = 1/274,15.

Существующая шкала температур Кельвина применяется чаще в научном мире, в химии, математике и физике, в частности – термодинамике.

Далеко не всем понятно определение, что под К понимается термодинамическая температура тройной точки воды.

И если простому обывателю знания температурных режимов необходимы на уровне погоды или приготовления пищи, то учёные используют в своих экспериментах ту систему, которая для конкретной работы представляется наиболее удобной.

Изучение технических определений, использующих данные шкалы Кельвина, введено в программу физико-математических вузов, или применяется для школьных классов с углублённым изучением данных предметов.

Температурная шкала Кельвина как раз является более рациональной, нежели общераспространённая шкала Цельсия, при таких случаях, как, например, измерение цветовой температуры в лампах накаливания, осветительных приборах профессионального назначения (можно встретить обозначения 3000K; 6000K на фотокамерах, что говорит о яркости, качестве, др. температурных характеристиках прибора).

Как перевести значения

Теперь, зная выведенные постоянные величины, переводить Кельвины в Цельсии и наоборот достаточно просто. Для этого нужно всего лишь к показанию градусов Цельсия добавить постоянную Кельвина.

Пример 1:

  • температура замерзания воды 0 оС;
  • по шкале Томпсона (Кельвина) 0 оС – это 273,16 К;
  • температура замерзания воды в «кельвинах» будет 273,16 К.

Пример 2:

  • температура кипения воды равна 100 градусов по Цельсию (t =100 оС);
  • 100 + 273,16 = 373,16;
  • температура кипения воды в «кельвинах» равна 373,16 К.

Пример 3:

Нужно перевести 100 К в оС.

Если необходимо выполнить перевод «кельвинов» в градусы Цельсия, то надо из величины, взятой по шкале Томпсона (Кельвина), вычесть величину абсолютного нуля, равную 273,16.

  • 100–273,16 = -173,16.
  • 100 К = -173,16оС.

Абсолютный нуль по Кельвину в переводе на шкалу Цельсия равен:

Измерения по Фаренгейту

Конвертацию значений из Фаренгейта в градусы Цельсия можно осуществить по несложным правилам, учитывая тот факт, что точка замерзания по Цельсию на 32 единицы ниже, чем по Фаренгейту.

Пример:

  • 1°F = (1–32) * 0,55555 = – 17 °C;
  • 10°F = (10–32) * 0,55555 = – 12 °C;
  • 32°F = (32–32) * 0,55555 = 0 °C;
  • 50°F = (50–32) * 0,55555 = +10 °C;
  • и т. д.

Однако, при обратной конвертации из Цельсия в Фаренгейты, расчёты по приведённой системе будут неточными, поэтому лучше прибегнуть к разработанной Фаренгейтом таблице. А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, размещённым на любом тематическом сайте. Показатели принятой таблицы перевода величин и расчётные данные по онлайн-калькулятору выглядят так:

  • 00С = 32 F;
  • 10С = 33,80F;
  • 100С = 500F;
  • 1000С = 2120F.

Кельвины в Цельсии: как перевести градусы

Перевести градусы Цельсия в кельвин

В мире пользуются несколько шкалами для определения температуры воздуха. Самыми известными из них являются Фаренгейта, Кельвина и Цельсия.

В России и Европе используется температурная шкала Цельсия, в Фаренгейтах измеряют в Соединенных Штатах, Великобритании и ряде других государств. А шкалой Kelvin привыкли пользоваться ученые в лабораторной работе. По первым двум шкалам температура измеряется в градусах, а по последней – в кельвинах.

Правильно говорить: «пятьдесят градусов по Цельсию», «пятьдесят градусов по Фаренгейту», но «пятьдесят Кельвинов». Именно она пользуется популярностью у физиков, потому что у нее отсутствуют отрицательные величины, да и с математической точки зрения работать с ней проще.

Что такое температурная шкала Кельвина

В середине XIX столетия британец У. Томсон изобрел шкалу Kelvin. В своей работе он написал о том, что научному миру необходима новая измерительная система, нулевое значение которой будет равно предельной степени холода. В физике это называется «абсолютный ноль» – теоретически самая низкая возможная внутренняя энергия тела.

Проще говоря, это наиболее низкая температура, которая может быть во Вселенной. Чем ниже становятся показатели физического тела, тем меньше скорость движения его молекул. А при абсолютном нуле, по мнению ученых, их движение останавливается, что в природе невозможно. Этот показатель был определен физиками в 1968 году.

1 kelvin равен 273,15 °C.

Что такое температурная шкала Цельсия

В 1742 году ученый из Швеции А. Цельсий придумал шкалу, в основе которой лежала температура кипения воды и превращения ее в лед. Обывателю и сейчас ее показатели кажутся наиболее понятными.

Все мы знаем, что чистая вода при нормальном давлении замерзнет при нуле градусов, а закипит при 100°C. Кстати, изначально здесь за ноль ученый принял температуру закипания воды, но позже, уже после смерти исследователя, его шкалу коллеги решили перевернуть.

В данном виде мы ею и пользуемся сегодня. Она считается наиболее удобной и применяется метеорологами.

Разница между Кельвинами и Цельсиями

Цена деления на этих шкалах равна. 0 градусов Цельсия соизмерим 273,15 К. Связать и перевести одни единицы в другие очень просто, если знать следующее соотношение:

Одной из 7 основных физвеличин, существующих в мире, является термодинамическая температура тройной точки воды. Создателями Международной системы единиц было решено, что термодинамическая температура должна только измеряться в Кельвинах. Однако в системе СИ и во многих научных областях также используется и градус Celsius, величина которого равна величине kelvin.

Как перевести Кельвин на градусы Цельсия

Не составит никакого труда перевести Кельвины в Цельсии. Термодинамическая шкала Kelvin принимается за абсолютную. На ней, в отличие от других измерительных шкал, нет отрицательных значений. Ее началом принято считать абсолютный ноль, ниже которого в природе не существует значений. Переводить градусы Celsius можно научиться даже без специальной программы в смартфоне.

При расчете нужно исходить из того, что ноль градусов Цельсия по Кельвину будет равен 273,15. Перевод одного показателя в другой можно осуществить путем сложения. Например, чтобы перевести 40°C или 100°C в К, надо к 40 или 100 прибавить 273,15 соответственно. Таким образом, 40°C = 313,15 К, 100°C = 373,15К.

Выполняя такие расчеты, необходимо научиться правильно понимать измерения по Kelvin. Когда речь идет об этой шкале, категорически запрещено использовать слово «градусы». Сказать «десять градусов Кельвина» или «на пять градусов Кельвина стало теплее» нельзя. Нужно говорить «десять Кельвинов» или «на пять Кельвинов теперь теплее».

Как перевести Кельвины в градусы Фаренгейта

В Великобритании и Америке температуру привыкли измерять в градусах по Фаренгейту. Гражданам нашей страны она непривычна, но британцы и американцы используют только ее. Ее придумал в 1724 году ученый из Германии Г. Фаренгейт.

Тогда исследователь разделил на сто градусов расстояние между двумя значениями: наиболее низкой температуры, которая была в городе, где он жил, и температуры тела человека.

Нулю на ней соответствует температура водно-ледяной смеси с хлоридом аммония, а 96°F – температуре тела здорового человека.

Перевод в Кельвины с Фаренгейтов сделать проще, если знать их соотношение с Цельсиями. По таблице Фаренгейта замерзшая вода тает при температуре +32°F, а кипит при +212°F.

Такое происходит только при нормальном давлении. Если оно не соответствует норме, температуры таяния и кипения могут отличаться от эталонных. Абсолютный ноль здесь 459,67°F.

Эта шкала пересекается со шкалой Цельсия в точке, равной 40 градусов.

Чтобы перевести Кельвины в градусы Фаренгейта, удобно использовать конвертер. Перевод из этой величины в другую легко сделает компьютер. Если такого удобного конвертера нет, то можно воспользоваться формулой: K = (y°F + 459,67) x 5/9. Например, если нужно преобразовать 80°F, то расчет будет производиться следующим образом: K = (80°F + 459,67) x 5/9.

Конвертация одного значения в другое делается и более простым способом, если помнить, что 0 К равен абсолютному нулю, который соответствует 459,67 °F. На шкале Kelvin отсутствуют отрицательные значения. Чтобы рассчитать, нужно:

  1. Прибавить сначала 459,67. Таким образом, получится: 459,67 + 80°F= 539, 67.
  2. Затем, чтобы получить значения в кельвинах, нужно сумму умножить на 5/9, что приблизительно равно 0,5556.

539, 67х0,5556 = 299,84.

Ответ: 80°F = 299,84 К.

Чтобы научиться понимать измерения по Kelvin, важно усвоить, что 0 в данном случае является теоретической величиной, при которой у любого газа отсутствует объем, молекулы не двигаются. В природе этого значения невозможно достичь, а в рамках лабораторных работ исследователи приблизились к нему только теоретически.

Из-за того, что в этой шкале отсутствуют отрицательные величины, вести подсчеты по ней легче. Физики и химики часто пользуются именно ее, т. к. начинать с абсолютного нуля любые вычисления проще. Многим обывателям эта шкала незнакома, ее не всегда изучают в школе.

Не все до конца понимают, что такое самая низкая температура во Вселенной, поэтому пользуются градусами Цельсия или Фаренгейта, минимальные и максимальные значения которых более понятны.

Кельвин

Перевести градусы Цельсия в кельвин

Кельвин – единица термодинамической температуры в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. Имеет русское обозначение – К и международное обозначение – K.

Кельвин, как единица измерения

Цветовая температура

Применение кельвина

Перевод в другие единицы измерения

Кратные и дольные единицы

Некоторые основные температуры

Другие единицы измерения

Кельвин, как единица измерения:

Кельвин – единица термодинамической температуры в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ, названная в честь английского физика Уильяма Томсона (лорда Кельвина).

Кельвин имеет русское обозначение – К и международное обозначение – K.

С 1954 года до 2019 года кельвин определялся как 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина (оK).

Определение кельвина, основанное на использовании численного значения постоянной Больцмана, было принято на XXVI Генеральной конференции мер и весов (16 ноября 2018 года).

Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит, что кельвин останется единицей термодинамической температуры; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X⋅10−23, когда она выражена единицей СИ м2·кг·с−2·К−1, что эквивалентно Дж·К−1.

Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Шкала была предложена в 1848 году Уильямом Томсоном.

Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) в своей работе «Об абсолютной термометрической шкале» пишет о необходимости шкалы, нулевая точка которой будет соответствовать предельной степени холода (абсолютному нулю), а ценой деления будет градус Цельсия.

Эта абсолютная шкала на сегодняшний день известна как термодинамическая шкала Кельвина. Значение «минус 273» было получено как обратное от 0,00366 — коэффициента расширения газа на градус Цельсия.

Третья резолюция Х Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ, 1954 г.) дала шкале Кельвина современное определение, взяв температуру тройной точки воды в качестве второй опорной точки и приняв, что её значение составляет ровно 273,16 кельвина («градуса Кельвина» в терминологии того времени, или 0,01 °C).

Цветовая температура:

Кельвин также применяется для измерения цветовой температуры, характеризующей ход интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.

Примеры цветовой температуры различных источников света:

1500-2000 К – свет пламени свечи;

2800 К – лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);

3400 К – Солнце у горизонта;

3500 К – люминесцентная лампа белого света;

6500 К – стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;

9500 К – синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;

20000 К – синее небо в полярных широтах.

Кельвины используются для измерения термодинамической температуры, для измерения цветовой температуры и при вычислении энтропии экосистем (в Дж/К).

1 К = 1 оС.

где К – кельвин, оС – градус Цельсия.

tC  = tK – 273,15.

tK  = tC + 273,15.

где tC – температура в градусах Цельсия, tK – температура в кельвинах.

В итоге, шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273,15 единиц друг относительно друга.

Кратные и дольные единицы:

Десятичные кратные и дольные единицы кельвина образуются с помощью стандартных приставок СИ.

КратныеДольные
величинаназваниеобозначениевеличинаназваниеобозначение
101 КдекакельвиндаКdaK10−1 КдецикельвиндКdK
102 КгектокельвингКhK10−2 КсантикельвинсКcK
103 КкилокельвинкКkK10−3 КмилликельвинмКmK
106 КмегакельвинМКMK10−6 КмикрокельвинмкКµK
109 КгигакельвинГКGK10−9 КнанокельвиннКnK
1012 КтеракельвинТКTK10−12 КпикокельвинпКpK
1015 КпетакельвинПКPK10−15 КфемтокельвинфКfK
1018 КэксакельвинЭКEK10−18 КаттокельвинаКaK
1021 КзеттакельвинЗКZK10−21 КзептокельвинзКzK
1024 КиоттакельвинИКYK10−24 КиоктокельвиниКyK

Некоторые основные температуры:

Температура абсолютного ноля составляет −273,15 °C (0 К).

Температура кипения жидкого водорода равна −252,87 °C (20,28 K).

Температура кипения жидкого азота равна −195,8 °C (77,4 К).

Точка пересечения шкал Цельсия и Фаренгейта −40 °C (233,15 K)

Температура плавления льда равна −0,0001 °C (273,1499 K), но принята за ноль градусов Цельсия.

Температура тройной точки воды 0,01 °C (273,16 K).

Нормальная температура тела человека 36,6 °C (310 K).

Температура кипения воды при давлении в 1 атмосферу (101,325 кПа) равна 99,9839 °C (373,1339 K), но принята за 100 градусов Цельсия.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кельвин

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

О различных температурных шкалах

Перевести градусы Цельсия в кельвин

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Из того, что температура – это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.

16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана.

Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении.

Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C.

Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии, поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F – 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

1 °R = 1,25 °C.

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

 

Пересчёт температуры между основными шкалами
КельвинЦельсийФаренгейт
Кельвин (K)= K= С + 273,15= (F + 459,67) / 1,8
Цельсий (°C)= K − 273,15= C= (F − 32) / 1,8
Фаренгейт (°F)= K · 1,8 − 459,67= C · 1,8 + 32= F

 Сравнение температурных шкал

ОписаниеКельвинЦельсий ФаренгейтНьютонРеомюр
Абсолютный ноль0−273.15−459.67−90.14−218.52
Температура таяния смеси Фаренгейта (соли и льда в равных количествах)255.37−17.780−5.87−14.22
Температура замерзания воды (нормальные условия)273.1503200
Средняя температура человеческого тела¹310.036.898.212.2129.6
Температура кипения воды (нормальные условия)373.151002123380
Температура поверхности Солнца58005526998018234421

¹ Нормальная температура человеческого тела — 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F – это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C.

Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены.

Сопоставление шкал Фаренгейта и Цельсия

(oF – шкала Фаренгейта, oC – шкала Цельсия)

oFoCoFoCoFoCoFoC
-459.67-450-400-350-300-250-200-190-180-170-160-150-140-130-120-110-100-95-90-85-80-75-70-65-273.15-267.8-240.0-212.2-184.4-156.7-128.9-123.3-117.8-112.2-106.7-101.1-95.6-90.0-84.4-78.9-73.3-70.6-67.8-65.0-62.2-59.4-56.7-53.9-60-55-50-45-40-35-30-25-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-51.1-48.3-45.6-42.8-40.0-37.2-34.4-31.7-28.9-28.3-27.8-27.2-26.7-26.1-25.6-25.0-24.4-23.9-23.3-22.8-22.2-21.7-21.1-20.6-4-3-2-1012345678910111213141516171819-20.0-19.4-18.9-18.3-17.8-17.2-16.7-16.1-15.6-15.0-14.4-13.9-13.3-12.8-12.2-11.7-11.1-10.6-10.0-9.4-8.9-8.3-7.8-7.22021222324253035404550556065707580859095100125150200-6.7-6.1-5.6-5.0-4.4-3.9-1.11.74.47.210.012.815.618.321.123.926.729.432.235.037.851.765.693.3

Для перевода градусов цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T0=273.15 кельвина. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.

Перевести градусы Цельсия в кельвин – Перевод единиц температура онлайн

Перевести градусы Цельсия в кельвин

В современном мире находят применение определенные виды температурных шкал:

1.      Шкала Фаренгейта является одной из трех основных температурных знаковых систем, используемых сегодня с двумя другими Цельсия и Кельвина. Фаренгейт это стандарт, используемый для измерения температуры в Соединенных Штатах, но большая часть остального мира использует Цельсия.

2.      Вскоре после открытия Фаренгейта шведский астроном Андерс Цельсий озвучил свою шкалу, которая упоминается как Цельсия. Она делится на 100 градусов, отделяющих точку  кипения и замерзания.

Оригинальный масштаб установленный Цельсием  0  в качестве точки кипения воды и 100 в качестве точки замерзания, был изменен вскоре после изобретения шкалы и стал: 0° C – замерзания, 100° C – точка кипения.

Термин Цельсия был принят в 1948 году международной конференцией по вопросам мер и весов и масштаб является предпочтительным как датчик температуры для научных приложений, а также в большинстве стран мира кроме Соединенных Штатов.

3.      Следующую шкалу изобрел Лорд Кельвин из Шотландии с его датчиком в 1848 году, известная сейчас как шкала Кельвина. Она основывался на идее абсолютной теоретической нагретости, при которой все вещества не имеют тепловой энергии. Там нет отрицательных чисел по шкале Кельвина, 0 K самая низкая температура возможная в природе.

Абсолютный ноль по Кельвину означает  минус 273,15 ° С и минус 459,67 F. Шкала Кельвина широко используется в научных приложениях. Единицы по шкале Кельвина имеют тот же размер, как и у шкалы Цельсия, за исключением того, что шкала Кельвина устанавливает самую низкую возможную температуру .

Коэффициенты пересчета видов температур

•        Фаренгейта в градусы Цельсия: вычтите 32, а затем умножить на 5, а затем разделить на 9;

•        Цельсия в градусы Фаренгейта: умножьте на 9, делим на 5, затем добавить 32;

•        Фаренгейта в Кельвина: вычтите 32, умножить на 5, разделить на 9, а затем добавить 273,15;

•        Кельвина в градусы Фаренгейта: вычтите 273,15, умножить на 1,8, а затем добавить 32;

•        Кельвина в градусы Цельсия: добавить 273;

•        Цельсия в Кельвина: вычтите 273.

Термометры используют материалы, которые изменяются в некотором роде, когда они нагреваются или охлаждаются.

Самыми распространенные ртутные или спиртовые, где жидкость расширяется, когда нагревается и сжимается при охлаждении, поэтому длина столба жидкости длиннее или короче в зависимости от нагретости.

Современные термометры калиброванные по виду температур как по Фаренгейту (используются в США), по Цельсию (во всем мире) и Кельвина (используется в основном учеными).

Термометры

Для измерения температуры можно воспользоваться зависимостью любой макроскопической величины (объема, давления, электрического сопротивления и др.) от температуры.

На практике чаще всего используют жидкостные термометры, в которых учитывают изменение объёма жидкости (обычно это спирт или ртуть) при изменении температуры окружающей среды (рис. 2).

Такие термометры обладают существенными недостатками: 1) диапазон температур ограничен: при низких температурах жидкости затвердевают, при высоких испаряются; 2) показания различных термометров, например ртутного и спиртового, совпадая при 0 °С и 100 °С, не совпадают при других температурах в силу того, что температурные коэффициенты объемного расширения спирта и ртути по-разному зависят от температуры.

В механических термометрах в качестве датчика обычно используется металлическая спираль или лента из биметалла, которые раскручиваются и скручиваются при изменении температуры (рис. 3).

Принцип работы электрических термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры окружающей среды (рис. 4). Электрические термометры более широкого диапазона основаны на термопарах (контакт между металлами с разной электроотрицательностью создаёт контактную разность потенциалов, зависящую от температуры).

Газовые термометры (рис. 5) учитывается то, что давление газа пропорционально температуре при постоянном объеме (V = const). Соединив сосуд, в котором находится газ (чаще водород или гелий), с манометром и, проградуировав прибор, можно измерять температуру по показаниям манометра.

Рис. 5Газовый термометр непригоден для определения температуры в области высоких температур, при которых происходит термическая диссоциация и ионизация, и очень низких температур, при которых все реальные газы конденсируются. Да и размеры не позволяют использовать его в быту.

См. также

  1. Бытовые термометры
  2. Промышленные термометры
  3. Wikipedia Термометр

Интересные факт

  1. Самая высокая температура созданная человеком ~ 4 трлн. К (что сравнимо с температурой Вселенной в первые секунды её жизни) была достигнута в 2010 году при столкновении золотых частиц, ускоренных до околосветовых скоростей.

    Эксперимент был проведён на установке RHIC, расположенной в Брукхейвенской национальной лаборатории, США.

  2. Самая высокая теоретически возможная температура — планковская температура. Более высокая температура не может существовать, так как всё превращается в энергию (все субатомные частицы разрушатся).

    Эта температура примерно равна 1.41679(11)⋅1032 °C (примерно 142 нониллиона градусов).

  3. Самая низкая температура, созданная человеком была получена в 1995 году Эриком Корнеллом и Карлом Виманом из США при охлаждении атомов рубидия.

    Она была выше абсолютного нуля менее чем на 1/170 млрд долю градуса (5,9⋅10−12).

  4. Поверхность Солнца имеет температуры около 6000 °С.

Температура — кельвин

Температура Кельвина совпадает с температурой, определенной по уравнению для идеального газа ( гл.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение f), определяемую выражением f Т — Т, где Т 273 15 К по определению. По размеру градус Цельсия равен кельвину.

Кроме температуры Кельвина, допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение t), определяемую выражением tT — T0, где Т0 — 273 15 К по определению; Т — тем-пература Кельвина, К.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается применять температур Цельсия ( обозначение t), определяемую из выражения t — T-Ta. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.

Кроме температуры Кельвина, К ( обозначение 7) допускается применение температуры Цельсия, С ( обозначение t), определяемой выражением t — Т-27315 К.

Температура Кельвина выражается в кель-винах ( градусах Кельвина), температура Цельсия — в градусах Цельсия. Числовое значение температуры должно сопровождаться значками К и С.

По величине кельвин и градус Цельсия равны между собой. Различие состоит лишь в начале отсчета ( см. гл.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение t), определяемую выражением tT — T0, где Г0 273 15К по определению. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.

Кроме температуры Кельвина, допускается применять также температуру Цельсия.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение t), определяемую выражением t T — Т, где Г 273 15К по определению. По размеру градус Цельсия равен кельвину. Разность температур Кельвина выражается в Кельвинах. Разность температур Цельсия допускается выражать как в Кельвинах, так и в градусах Цельсия.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение t), определяемую выражением t T — Tn, где Т0 273 15К по определению. По размеру градус Цельсия равен кельвину. Разность температур Кельвина выражается в Кельвинах. Разность температур Цельсия допускается выражать как в Кельвинах, так и в градусах Цельсия.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение t), определяемую выражением t T — T0, где Г0 273 15 К по определению.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Т) допускается также применять температуру Цельсия ( обозначение /), определяемую выражением ( t T — Г0), где Г 273 15 К по определению. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.

Основные и дополнительные единицы СИ.| Внесистемные единицы, донускаемые к применению.| Производные единицы СИ.

Кроме температуры Кельвина ( обозначение Г) допускается применять также температуру Цельсия ( обозначение г), определяемую как ( Г — Tt, где Т 273.15 К.

Шкала температур Кельвина не зависит от свойств веществ.

Интервал или разность температур Кельвина выражается в Кельвинах. Интервал или разность температур Цельсия допускается выражать как в Кельвинах, так и в градусах Цельсия.

Измерители нагретости

Концепция измерения температуры является достаточно новой. Термоскоп – по существу, измеритель нагретости без шкалы  был предшественником современного термометра. Были несколько изобретателей, работающих на термоскопе  в 1593 году, но наиболее известным является Галилео Галилей, итальянский изобретатель, который также улучшил (но не изобрел) термоскоп.

Термоскоп может показать различия в нагретости, что позволяет наблюдателям знать, если что-то становилось теплее или холоднее. Тем не менее, термоскоп не может обеспечить точную температуру в градусах.

В 1612 году итальянский изобретатель Санторио добавил свою числовую шкалу на термоскоп и она была использована, чтобы измерять температуру человека.

Но по-прежнему не хватало стандартизированной шкалы и точности.

Изобретение термометра  принадлежит немецкому физику Габриелю Фаренгейту который совместно с  датским астрономом Олаф Кристенсен Рёмером разработал измеритель на  основе и с использованием спирта.

В 1724 году они ввели шкалу стандартной температуры, которая носит его имя  Фаренгейта, масштаба который был использован для записи изменений нагретости в точной форме. Его шкала разделена на 180 градусов между точками замерзания и кипения воды.

32° F  замерзания воды и 212 ° F кипения воды, 0° F была основана на нагретости равной смеси воды, льда и соли. Также за основу этой знаковой системы взята температура человеческого тела. Первоначально, нормальная нагретость человеческого тело была 100° F, но с тех пор была скорректирована до 98,6 ° F.

Равная смесь воды, льда и хлорида аммония использована для установки в 0° F.

Фаренгейт демонстрировал термометр на спиртовой основе в 1709 году до открытия ртутного аналога, который оказался более точным.

В 1714  Фаренгейт  разработал первый современный термометр – ртутный термометр с более точными измерениями. Известно, что ртуть расширяется или сжимается при повышении физической величины нагретости или падает. Это можно считать первым современным ртутным термометром со стандартизированной шкалой.

Градусы Цельсия, Фаренгейта, Кельвина

Перевести градусы Цельсия в кельвин

Чтобы ответить на вопрос «Откуда взялись все эти градусы и шкалы температур и почему не пользоваться одной» нужно начать с самого начала…

Самым первым термометром (на самом деле термоскопом) с очень большой натяжкой можно считать изобретение Галилео Галилея в самом конце 16-ого века. Вот только температуры он не измерял, на нем даже значений никаких нанесено не было.

Сейчас можно купить сувенир называющийся термометром Галилея и кое-как понять, холодно сейчас или жарко он поможет. Первые устройства приписываемые Галилею и современникам были воздушными и дать сколько-нибудь точную цифру поэтому не могли.

Что-то действительно похожее на современный прибор появилось во Флоренции во второй половине 17-го века.

Флорентийцы знали, что использовать воду в термометре нельзя, она ведь замерзнет, поэтому применяли винный спирт, деления на трубку с жидкостью наносились так, чтобы она не опускалась ниже 10 и не поднималась выше 40, таким образом всего делений было 50.

Роберт Гук, известный нам открытием связи между деформацией тела и приложенной к нему силой (Закон Гука) и, что важно для этой истории, постоянной температуры кипения воды и таяния льда, в 1663 году изготовил прибор, где в качестве ноля была отмечена температура при которой лед тает, а в качестве термометрической жидкости использовался подкрашенный красным спирт.

Ньютону, для его исследований, понадобилось измерять температуру. В качестве нулевого деления им была выбрана температура замерзания пресной воды, а рабочей жидкостью в приборе было льняное масло.

Ньютон употребил термин «термометр», но слово «температура» не употреблял, вместо этого используя «градусы теплоты». Второй реперной точкой знаменитый ученый избрал температуру тела человека 12 градусов Ньютона. Число 12 здесь неспроста, оно взято по аналогии с числом месяцев в году.

Датчанин Олаф Рёмер предложил за нуль принять температуру замерзания соленой воды, а в качестве второй точки — температуру человека. Олаф был хорошо знаком со следующим нашим героем, вы сразу же заметите общие идеи.

Градусы Фаренгейта

Первым человеком создавшим почти современный термометр был Габриель Фаренгейт. Он стал применять вместо спирта ртуть. По текущей шкале Фаренгейта температура замерзания воды 32 градуса, а кипения — 212.

Прибор из 18-го века

Сам изобретатель устанавливал в качестве ноля температуру таяния смеси воды со льдом, морской солью (хлорид натрия) и нашатырем (хлорид амония). По второй распространенной версии за ноль была принята просто температура зимой на улице.

Второй точкой отсчета стала температура тела человека. С этим значением связана занятная история.

В качестве эталонного человека, температуру которого он измерял для опыта, физик выбрал свою жену. Только не учел, что она была в то время нездорова и ее «нормальная» температура ее составила бы сейчас 37,8 градуса Цельсия, а не 36,6. Так 100 градусов Фаренгейта соответствовали 37,7 °C.

В современной шкале Фаренгейта температура здорового человека — 98,6, таяния льда — все те же 32, а для смеси воды с нашатырем и солью (смесь Фаренгейта) — 0 °F.

Число 32 было взято ученым не случайно. Фаренгейт принадлежал к франко-масонам, а в этом тайном обществе 32 степени посвящения.

Чтобы перевести градусы Фаренгейта в Цельсия, нужно использовать формулу:

Т (°С) = 5/9 (t (°F) — 32)

Вот только используют шкалу Фаренгейта в США, четырех островных государствах да изредка, по старой памяти, в Канаде и Великобритании.

Градусы Цельсия

Шведский метеоролог Андерс Цельсий предложил новую температурную шкалу. В качестве нулевого деления была принята температура кипения воды, а при 100 °C начинал таять лед (оба значения, при нормальном атмосферном давлении).

Сегодня мы используем шкалу целься наоборот благодаря Карлу Линнею.

Цельсий пытался избежать отрицательных значений в показаниях своего «градусника». Поэтому и избрал в качестве «0» температуру кипения, верхним значением был 0, а нижним — 150, отрицательных чисел не было.

Линней же был ботаником и использовал термометр в своих оранжереях, для этого был удобнее современный вариант шкалы.

На протяжении 18-го века шкалу называли «шведской». В 19-м веке ее чаще всего называют «стоградусной» и изредка по имени создателя. Centigrade по-английски и французски centigrado по итальянски. И только в 1948 году Международный комитет мер и весов окончательно утвердил название «degree Celsius». С современного английского фраза 10 degrees centigrade переводиться как «10 градусов Цельсия».

Градусы Кельвина

В середине 19 века появилась еще одна шкала температур — Кельвина.Температура измеряется просто в кельвинах, без слова «градус».

И если вы раньше не слышали такого названия (а это, к слову, одна из семи основных международных единиц измерения величин), это просто из-за гуманитарного образования.

Ведь температуру в Кельвинах измеряют в термодинамике, это система измерения для ученых, а не бытовая.

Интересно, что шкала так названа в честь Уильяма Томсона, известного своими научными работами по электростатике и термодинамике… Ах да, сэр Уильям, получил титул лорд Кельвин Ларгский. Поэтому — «эффект Томсона», а «шкала Кельвина».

Сама шкала интересна еще и тем, что является абсолютной (все вышеперечисленные — эмпирические) и начинаться с «ноля», которого невозможно достичь.

Температура в 0 К, является абсолютным нулем, величиной которой невозможно достичь потому, что запрещает Третье начало термодинамики. Но каждый может попробовать. Просто нужно достичь такого стояния, когда частицы материи прекратили движение, совсем.

Как вы поняли значение это сугубо теоретическое и на практике невозможное. Самая низкая температура которой удалось достичь — 0,000000002K, но не 0!

Чтобы пересчитать Кэльвины в градусы Цельсия достаточно от температуры в Кельванах отнять 273,15. Простая формула пересчета. Так было и задумано, чтобы шкалы Кельвина и Цельсия были совместимы. −273,15 °C = 0 К, а также 0 °C = 273,15 К.

Излучения тепла зеброй

Это, конечно же не вся история. Ведь были еще градусы Реомюра и Рёмера, Ранкина и Делиля. И не забудьте о Ньютоне. В конечном счета в системе СИ есть только одна температура, та, что в в Кельвинах. Но нам в быту удобнее Цельсии.

Просто потому, что замерзание воды процесс наглядный, а «абсолютный нуль» что-то далекое и непонятное.

Ответ на вопрос заданный в начале статьи прост: каждый ученый создавал такую шкалу температур, какую считал более удобной, исходя из собственного опыта и представлений.

На самом деле даже измерить температуру непосредственно нельзя, в любом приборе исполняться другие величины, например, изменение объема, электрического сопротивления или интенсивности излучения.

Еще по теме:

  • Термоэлектричество
  • Можно ли делить на ноль
Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.