Единицы измерения термометра

Для измерения температурных показателей используется 4 разных шкалы. Самыми известными из них являются градусы Цельсия и Фаренгейта. Согласитесь, вы не раз задумывались о том, почему между значениями, полученными при использовании той или иной шкалы, такой большой разрыв. Это на самом деле не просто интересно, но необходимо знать, и если вы думаете, что такая информация нужна только физикам – вы заблуждаетесь. Так, в чем же разница между Фаренгейтом и Цельсием?

Температурная шкала

Температурная шкала известна человеку с незапамятных времен. Создателем первого термометра считается Галилео Галилей. Точнее, именному ему приписывают совершение невиданного на то время открытия. Конечно, точных температурных значений изобретение ученого не показывает, но указать степень прогрева или охлаждения воздуха оно вполне способно.

Со временем дело Галилея продолжили его последователи. Постепенно начали появляться шкалы Кельвина, Цельсия, Фаренгейта. Каждая из них отличается от другой особенностями измерения температуры воздуха или жидкости, а также другими характеристиками.

Кельвин

Самая загадочная, но при этом – самая интересная температурная шкала. Кстати, температура измеряется просто в кельвинах без слова-приставки «градусы». Примечательной чертой шкалы является то, что исчисление начинается с нуля, которого невозможно достичь. Этому препятствует третье начало термодинамики.

Цельсий

Изначально данная шкала определялась показателем, при котором наблюдалось замерзание воды. Позже ее видоизменили, и за основу была взята точка таяния льда. Таким образом, с течением времени температурный показатель с учетом данной схемы подвергался изменениям и коррективам.

В сравнении с разработкой Фаренгейта, за нулевое деление по Цельсию позже была принята температура, при которой вода начинает кипеть. Создал такую шкалу шведский метеоролог Андерс Цельсий, в честь которого она и была названа.

Факт! Сегодня официально принято считать шкалу показателей градусов по Цельсию производной от шкалы, разработанной Кельвином.

Исходя из этого, ноль по Цельсию равен 273,15 К (кельвинов). Однако разницы между 1 °С и 1 °К нет. Примечательно, что отрицательных показателей по первому градуснику, созданному шведским ученым, не существовало. Сегодня мы используем так называемую обратную шкалу Цельсия, предложенную Карлом Линнеем.

Фаренгейт

Габриель Фаренгейт был первым изобретателем прибора, который напоминает современный термометр. Однако вместо ртути в качестве столбика-индикатора применялся спирт. За ноль изобретатель выставлял температуру таяния смеси воды со снегом, морской соли и нашатыря. Но есть и вторая версия, согласно которой нулем считалась самая низкая температура воздуха на улице зимой.

Карнаух Екатерина Владимировна

Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность “Экономика предприятия”

Однако ученый использовал для своих наблюдений только те характеристики, которые были актуальны для населенного пункта, в котором он жил. Ранее это был немецкий город Данциг, а затем – польский Гданьск. Тогда самой низкой температурой считалась отметка, равная 18 градусам мороза по Цельсию. Но, поскольку отправной точкой для своего изобретения Фаренгейт избрал температуру тела здорового человека, оказалось в итоге, что вода замерзала при +32 градусах, а кипела – при +121 градусах.

На заметку. Шкалу Фаренгейта принято использовать в теплых странах, где климатические условия отличаются стабильностью.

Реомюра

Градус Реомюра – еще одна единица измерения температурного показателя. Она мало известна обычному человеку, не связанному с технической промышленностью или физической наукой. Ведь для идентификации показателя прогрева воздуха или температуры тела в термометрах данный градус не используется. Данная шкала была предложена Р. А. Реомюром в 1730 году.

За основу при разработке данной градации ее изобретатель взял особенности и степень расширения спирта при определенных температурных показателях по шкале Цельсия. Так, согласно наблюдениям и утверждениям ученого, спирт расширяется примерно на 8 % при условии, когда происходит нагрев от температуры таяния льда до достижения точки кипения (это примерно 78 градусов по шкале Цельсия). Поэтому Реомюр установил этот показатель на своем термометре под число 80 градусов.

Интересный факт. Со временем шкала Реомюра претерпевала определенные изменения. Теперь же равенство выглядит следующим образом: 100 градусов Цельсия равно 80 градусам по Реомюру. Таким образом, выходит, что 1 °С – это 0,8 °R (краткое обозначение Реомюра). А ведь изначально равенство должно было выглядеть несколько по-другому: 1 °R=0,925°С.

Каждым из вышеописанных методов измеряют температуру воздуха, тела, воды и других жидкостей. Но, поскольку особенности их функционирования разнятся, отличаться будут и числовые отображения градусов.

Калькулятор и формулы преобразования температуры

Перевод температурных показателей из одной шкалы в другую происходит со строгим соблюдением определенных формул. Важно использовать строгое соотношение показателей, чтобы не допустить ошибки.

Особенности формул, которые используются для преобразования температурных значений:

(Фаренгейт – 32): 1,8 = Цельсий

(°С) х 1,8+32 = Фаренгейт.

• Чтобы перевести °F в °С: (50 °F – 32): 1,8 = 10 °С.
• Обратный пересчет: 10 °С  x 1,8+32 = 50 °F.

А так выглядит общая таблица сравнения самых известных и востребованных температурных шкал:

Но это не единственный способ сравнения температурных шкал, которыми сегодня пользуются в разных отраслях и направлениях. Соотношение градусов по разным методам исчисления в порядке от 1 до 35 единиц выглядит следующим образом:

Даже из этой короткой таблицы можно увидеть, что существует закономерность в плане увеличения единиц, обозначающих температурные значения по той или иной шкале. Например, в отношении к Цельсию градусы Кельвина увеличиваются на 1 пункт, Реомюра – на 0,8 позиции, Фаренгейта – ровно на 1,8 единицы.

Какая шкала более удобная для использования

Однозначно сказать, какая единица обозначения градусов наиболее удобная в использовании, нельзя. Ведь все зависит от многих факторов. Прежде всего, от местности, где определяется температурный режим.

Так, страны СНГ и многие европейские государства привыкли к обозначению градусов по шкале Цельсия. Ею обозначают степень прогрева воздуха или воды. Кроме того, по Цельсию измеряют температуру тела, и это указывается на термометрах.

А вот в США предпочтение отдают шкале Фаренгейта. Главная тому причина – относительная стабильность климатических условий. Поэтому не пугайтесь, если по прибытию в страну вы увидите на тамошних градусниках температурный показатель, равный 50 градусам. При переводе с использованием формулы получится всего 10 °С.

Шкала Реомюра сегодня практически вышла из употребления. Ею пользуются лишь отдельные страны Европейского Союза. В частности, она остается востребованной во Франции.

На заметку! Известно, что нормальной считается температура тела человека, которая не превышает показатель 36,6+/-0,7 °С. Но в странах, где используется шкала Фаренгейта, индикатором нормы является совсем другое значение. У здорового человека оно не превышает 98,2+/-1,3 °F.

Итог

Единиц измерения температуры существует немало. У каждой из шкал своя история, связанная с многолетними наблюдениями, сложными исчислениями и кропотливыми трудами. О многих из них некоторые даже не слышали, ведь есть такие индикаторы, которые используются строго в отдельных отраслях науки. Но самыми популярными из них были и остаются 3 шкальных разновидности – это температура по Цельсию, Фаренгейту и Кельвину.

Какая нормальная температура человеческого тела? Большинство людей ответит 36,6, в Америке вам скажут, что 97,8, а может быть еще 309 градусов или 29,2. Почему такая разница и как правильно измерять температуру? Все перечисленные измерения правильные. Сделать перевод из одной системы в другую вам поможет наш Конвертер температур.

Как использовать конвертер температур

Существуют разные способы для определения температуры. Это шкалы

• Цельсия (°C),
• Фаренгейта (°F),
• Кельвина (K),
• Реомюра (°R).

Два первых метода нам хорошо известны. Градусами по Цельсию пользуются практически во всем мире, в том числе и в России. По Фаренгейту, в основном, в США. Измерением температуры в градусах по Кельвину пользуются в научных кругах. А вот шкалу Реомюра почти не используют.

С помощью конвертера вы легко переведете значения температуры из одной системы измерения в другую, в любой комбинации:

• Цельсий — Фаренгейт,
• Цельсий — Кельвин,
• Цельсий — Реомюр,
• Фаренгейт — Кельвин,
• Фаренгейт — Реомюр,
• Кельвин — Реомюр.

Для этого надо ввести градусы и выбрать нужную систему, после этого нажать на кнопку «Перевести».

Пригодится такой калькулятор даже для приготовления любимого кофе-американо, ведь температура приготовления сильно влияет на вкус.

Наглядно продемонстрировать соотношение разных температурных шкал поможет диаграмма — конвертер температур.

Кто изобрел термометр

Сегодня, большинство из нас, просыпаясь утром, первым делом смотрит на термометр. Это помогает нам в повседневной жизни. Исходя из прогноза, планируем свободное время и соответственно одеваемся. Когда мы слышим от синоптиков, что лето было самым теплым в Европе за последние 300 лет, то, вполне логично, возникает вопрос — как измеряли температуру, когда не было термометра.

С давних времен люди определяли тепловое состояние воздуха и предметов вокруг них. Изначально это ограничивалось утверждениями: тепло, холодно, жарко. С развитием ремесел и промышленности возникла необходимость в более точном способе определения температуры.

Для этого стали использовать физические явления материалов, одно свойство которых сильно зависит от температуры, а другие остаются неизменными. Так, например, в жидкостных термометрах использовалась закономерность теплового расширения жидкостей.

Термоскопы

Первый термометр, а точнее термоскоп, был описан еще в 210 г. до н.э. греком — Филоном Византийским, а чуть позже — Героном Александрийским. Это был прибор, позволяющий определять разность температур тел. Принцип его работы был основан на использовании явления теплового расширения газов. Устройство представляло собой запаянную с одной стороны трубку, открытый конец которой погружали в сосуд, наполненный жидкостью (вином или уксусом). В приборе не было шкалы, а только два подвижных кольца на трубке, позволяющих отмечать изменения температуры.

Около 1600 года к идее термоскопа вернулся Галилей. Хотя во многих источниках он упоминается как изобретатель термометра (термоскоп со шкалой), ни одно из описаний прибора Галилея не содержит информации о шкале.

Первые термометры появились в 16 веке, над их созданием работали известные ученые того времени, но единого стандарта для измерения температуры не существовало. Отправными точками были температура тела человека, животных, самая высокая / самая низкая температура в данной стране и т. д. Каждая по-своему.

Термометры также не были стандартизированы. Использовались разные жидкости и мерные сосуды. Таким образом, с научной точки зрения, такие показания были бесполезны, поскольку их нельзя было воспроизвести где-либо еще. Необходимо было изобрести устройство, которое могло показывать точные результаты независимо от условий.

Термометр Габриэля Фаренгейта (°F)

Точный термометр разработал и внедрил в производство польский ученый Габриэль Даниэль Фаренгейт. Это было его величайшим достижением.  Он первым преодолел все технические трудности и в 1709 году создал спиртовые термометры, а затем (около 1714 года) ртутные. Последние сегодня широко используются в несколько измененном виде.

Принцип работы градусника основан на законе расширения вещества при нагревании. Измерительный прибор представляет собой узкую стеклянную трубку с колбочкой на дне. Резервуар заполнен жидкостью, например, ртутью. При нагревании жидкость расширяется и поднимается по трубке вверх. Показатели можно увидеть на столбике или рядом с ним.

Фаренгейт разработал метод измерения температуры теоретически и внедрил на практике. Калибровка проводилась на основе трех фиксированных точек. Дольше всего ученый экспериментировал со шкалой, для ее создания потребовалось три года.

Еще в 1701 году великий физик Исаак Ньютон предложил две пороговые точки для шкалы термометра — момент замерзания и кипения воды. Эта идея была взята Фаренгейтом за основу.

Изначально, в своих градусниках Фаренгейт использовал  12-балльную шкалу Ньютона, где

• 0 градусов — температура таяния снега,
• 12 градусов — температура тела здорового человека.

В 1715 году ученый изменил шкалу, взяв

• 0 — температуру плавления смеси аммония и льда (это была самая низкая температура, которую он мог достичь).
• 96 — температура тела здорового человека.
• 212 — точка кипения воды.

Около 1715 года Фаренгейт первым в мире использовал ртуть в термометрах и разработал эффективную технику заполнения ею хрупких стеклянных устройств. Он относился к этому как к своей коммерческой тайне и в течение 18 лет, почти до самой смерти, никому ее не раскрывал.

Шкала Фаренгейта — самая старая из всех известных. Она до сих пор используется в Америке и некоторых других странах. Чтобы адаптировать ее к европейским стандартам надо использовать конвертер температур.

Температура по Цельсию (°C)

Хотя градусник Фаренгейта стал настоящим прорывом в измерении температуры, сегодня, почти во всем мире, пользуются шкалой шведского ученого Андерса Цельсия. В 1742 году он предложил свою версию термометра с двумя пороговыми точками — таяние снега и закипание воды. Для удобства вычислений он сделал между ними градацию в 100 делений.

В ежегодном издании Шведской королевской академии наук был опубликован отчет ученого «Наблюдения за двумя фиксированными точками на градуснике «. В нем Цельсий писал о своих экспериментах и приводил аргументы в пользу выбранных им точек. Два года, все зимние месяцы, он проверял, действительно ли показания термометра и тающего на улице снега совпадают.

Предложенный Цельсием температурный режим был полностью противоположный тому, который мы используем сегодня. Он присвоил переходу воды из твердого состояния в жидкое температуру 100 градусов, а кипящей — ноль.

Привычная нам шкала градусника появилась в 1750 году, уже после смерти Андерса Цельсия (1744 г). Его соотечественники, ученый астроном Мортен Штремер и известный ботаник Карл Линней, «перевернули» шкалу. Таким образом, точка кипения воды стала 100 градусов, а лед тает при ноле. В таком виде мы используем ее и сегодня, спустя 250 лет.

Шкала Кельвина (К)

Это абсолютная термометрическая шкала. Нулевая точка на ней  — самая низкая теоретически возможная температура, которую может иметь тело. То есть температура, при которой (согласно классической физике) прекращаются все колебания частиц. Достичь ее практически невозможно — она ​​была рассчитана на основе формулы, которая ставит температуру в зависимость от кинетической энергии в идеальных газах. Вывел эту формулу Уильям Томсон лорд Кельвин. В его честь названы шкала температуры и единица измерения.

Обратите внимание, что при выражении температуры по шкале Кельвина, в отличие от шкал Цельсия и Фаренгейта, символ градуса (°) — не используется.

Температура 0 K равна -273,15 °C. Поскольку шкала Кельвина основана на шкале Цельсия, а градация одинакова в обоих случаях, температура в К получается путем добавления константы 273,15 к числу, выраженному в °C. Быстро перевести из одной системы в другую поможет конвертер температур.

В настоящее время шкала Кельвина используется в науке и технике. Это основная единица в системе СИ.

Градусник Реомюра (°R)

Еще один термометр, которым пользовались в Центральной Европе до начала 20 века был разработан Реомюром в 1731 году. Он был французским ученым, жившим в 1683-1757 годах. В первую очередь, он изучал жизнь насекомых, но стал известным как изобретатель шкалы Реомюра. Ее особенностью было то, что точка таяния льда соответствует 0 (как по Цельсию), а точка кипения воды составляет 80 °R (100 °C). Поэтому 1 °C соответствует 0,8 °R.

Реомюр был первым, кто предложил такую шкалу. Это было в 1730 году. «Рабочей» жидкостью в его термометре был разбавленный спирт (этанол). Он показывал изменения температуры лучше, чем ртуть, потому что расширялся быстрее. Термометр имел градуированную трубку, в которой каждый градус составлял одну тысячную объема, содержащегося в сосуде, вплоть до нуля.

Градусник Реомюра, широко использовалась в Европе, в основном во Франции, Германии и России; Примерно в 1790 году французы выбрали термометр Цельсия, но в некоторых частях Европы этого не произошло до середины 19 века.

Интересен факт, что некоторые итальянские и швейцарские фабрики до сих пор используют этот термометр при производстве сыра. А в Нидерландах — для приготовления десертов.

До наших дней сохранился оригинал градусника, который вы можете увидеть на фото. На нем видна четкая надпись — Рене Антуан Фершо де Реомюр и градуировка от 0 до 40. Прибор с круглой ручкой имеет длину 10,3 см и диаметр 1 см. Внутри находится стеклянный «поршень» с плоским концом внутри корпуса — он использовался для обозначения шкалы.

Что представляет собой термин «температура», как ее измерять и зачем нужен конвертер температур вы узнаете из видео.

https://youtube.com/watch?v=ON8YRdSx-4U%3Ffeature%3Doembed