Измерение температуры в градусах Фаренгейта и Цельсия

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.

Основные единицы измерения температуры. Приборы для измерения температуры почвы и воздуха

Для измерения температуры среды применяют различные виды термометров: жидкостные, деформационные, термоэлектрические.

Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объема жидкости с изменением температуры, В качестве жидкости в таких термометрах используется ртуть или спирт. Ртутные термометры более чувствительны, но ртуть замерзает при -38,9°. Поэтому для измерения низких температур пользуются спиртовыми термометрами.

Термоэлектрические термометры основаны на изменении электродвижущей силы термопар, возникающей вследствие разности температур спаев. Термопары могут быть из меди и константана.

Термометры сопротивления основаны на принципе изменения сопротивления проводников и полупроводников с изменением температуры. Особенно точны полупроводниковые термометры сопротивления – термистры.

Деформационные термометры основаны на принципе изменения линейных размеров твердых тел с изменением температуры. Приемником таких термометров является биметаллическая пластинка или пружина из меди и железа.

Сравнимость показаний термометров осуществляется по их градуировочным шкалам. Единицы измерения температуры зависят от выбранной температурной шкалы. Существуют шкалы Фаренгейта, Реомюра, Цельсия, Кельвина. Шкала Фаренгейта (1724 г.) – температурная шкала, 1 градус которой равен 1/180 температуры кипения воды и таяния льда. При нормальном атмосферном давлении таяние льда 32°F. Она связана с температурой по шкале Цельсия t°C = 5/9 (t°F – 32°). Шкала Реомюра (1730 г.) – температурная шкала, 1 градус которой равен 1/80 температуры кипения воды и таяния льда при нормальном атмосферном давлении. R°C=5/4°C. Наиболее широкое распространение получили шкалы Цельсия и Кельвина. Градус шкалы Цельсия (1742 г.) (°С) составляет 1/100 интервала между точками таяния льда (0°С) и кипения воды (100°С). Градус шкалы Кельвина (1848) (°К) определяется как 1/273,16 член  термодинамической шкалы между абсолютным нулем (-273,16°С) и тройной точкой. Связи между температурой по шкале Кельвина (Т) и по шкале Цельсия t°K = t°C + 273,16.

Рисунок 2.1 Сопоставление температурных шкал Фаренгейта, Цельсия (стоградусной) и Кельвина

Для измерения температуры среды в срок наблюдений применяется срочный термометр (рис. 2.2 а). Пределы измерения температуры от -31°С до +50°С или от -35°С до +41°С.

Рисунок 2.2 Термометры:а) срочный; б) максимальный; в) минимальный: 1 – резервуар; 2 – капилляр; 3 – шкала; 4 – защищенная оправа (оболочка); 5 – седло; 6 – пробки; 7 – стеклянный штифт, впаянный в резервуар 1; 8 – капилляр, суженный за счет штифта 2; 9 – штифтик; 10 – мениск спирта.

Представляет собой стеклянный сосуд 1 (резервуар), наполненный ртутью или спиртом. К резервуару припаяна тонкая стеклянная трубочка 2 (капилляр). Верхний конец капилляра запаян, а нижний соединен с резервуаром. Сзади капилляра расположена шкала 3 в виде пластинки молочного стекла с нанесенными на ней градусными делениями – цена деления 0,5°С. Термометр защищен стеклянной оболочкой 4. Шкала термометра своим нижним концом упирается в выступ 5 (седло), верхняя часть шкалы закрепляется при помощи пробок 6.

Для определения максимальной температуры среды за промежуток времени между сроками наблюдений служит термометр ртутный максимальный. Пределы измерения температур от -35°С до +50°С или от -20°С до +70°С. Отличается от срочного тем, что в дно его резервуара 2 впаян штифт 7 (рис. 2.2 б), верхний конец которого входит в капилляр 8. оставляя в нем узкое кольцеобразное отверстие. При повышении температуры расширяющаяся ртуть преодолевает суженное место и поднимается вверх. При понижении температуры объем ртути в резервуаре уменьшается, и в этот момент происходит разрыв столбика ртути в суженном месте капилляра. После разрыва столбик ртути остается на месте и показывает максимальную температуру. После снятия отсчета термометр готовят к следующим измерению: встряхивают его, держа резервуар книзу до тех пор, пока столбик ртути соединится с резервуаром.

При измерении минимальной температуры за промежуток времени между сроками наблюдений применяется термометр спиртовой минимальный. Термометр спиртовой имеет шкалу из молочного стекла с делениями через 0,5°С. Измеряет температуры в диапазоне от -75°С до +41°С. Сохранение минимальных значений обеспечивается находящимся в капилляре (рис. 2.2 в) внутри спирта небольшого штифта 9 из темного стекла, имеющего на своих концах круглые утолщения. Утолщения штифта меньше внутреннего диаметра капилляра, поэтому при повышении температуры спирт обтекает штифт 9, не смещая его. Штифтик подобран таким образом, что силы трения его о стенки капилляра больше сил расширения спирта и меньше сил поверхностного натяжения пленки. Поэтому при повышении температуры спирт, расширяясь, свободно обтекает штифт, а при понижении температуры, как только поверхностная пленка дойдет до штифтика, последний перемещается вместе со спиртом в сторону резервуара При понижении температуры штифт после соприкосновения с мениском 10 перемещается вместе со спиртом к резервуару. Таким образом, положение конца штифта ближайшего к мениску спирта, указывает минимальную температуру. После снятия отсчета термометр готовят к следующему измерению. Для этого поднимают его резервуаром кверху и держат до тех пор, пока штифт не опустится до мениска спирта.

Установка термометров производится в южной части метеорологической площадки. Участок поверхности земли размером 4×6 метров перекапывается, рыхлится и выравнивается. Термометры укладываются на поверхность земли в центр участка так, чтобы резервуар и оболочка термометра погружались наполовину в почву. Первым с северной стороны кладут срочный, затем минимальный и максимальный на расстоянии 5-6 см друг от друга, ориентируя резервуары на восток.

Мы поможем в написании ваших работ!

Программа КИП и А

Международная система единиц (СИ)

В международной системе единиц (СИ), единицами измерения температуры являются градус Кельвина и градус Цельсия.

Система Кельвина была предложена в 1848 году. Начало шкалы является абсолютным нулем и равно -273.15 градусам Цельсия. Основатель системы – английский физик Уильям Томсон, которому было позднее пожаловано звание лорд Кельвин Ларгский.

Градус Цельсия назван в честь шведского учёного Андерса Цельсия, предложившего в 1742 году новую шкалу для измерения температуры. В этой системе 0 градусов соответствует температуре замерзания воды, а 100 градусов − точке кипения воды.

Шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273.15 градуса, и пересчитываются следующим образом:

• Температура по Цельсия = Температура по Кельвину – 273.15
• Температура по Кельвину = Температура по Цельсия + 273.15

Шкала Фаренгейта

Температура в США и в некоторых других англоязычных странах измеряется в градусах Фаренгейта.

В 1724 немецкий учёный Габриель Фаренгейт, предложил эту шкалу для измерения температуры. На шкале Фаренгейта точка таяния льда равна +32 °F, а точка кипения воды +212 °F.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Фаренгейты имеет следующий вид:

Шкала Ранкина

Шкала Ранкина – температурная шкала, названа по имени шотландского физика Уильяма Ранкина.

Используется в англоязычных странах для инженерных термодинамических расчётов. Начинается при температуре абсолютного нуля, а точка замерзания воды соответствует 491,67°Ra, точка кипения воды 671,67°Ra. Число градусов между точками замерзания и кипения воды по шкале Фаренгейта и Ранкина одинаково и равно 180.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Ранкина имеет следующий вид:

Шкала Реомюра

В шкале Реомюра температура замерзания и кипения воды приняты за 0 и 80 градусов, соответственно. Предложена в 1730 году Р. Реомюром. В настоящее время практически не употребляется.

Формула для перевода из градусов Цельсия в Реомюра имеет следующий вид:

Температура. Классификация приборов. Механические и манометрические термометры. Термометры сопротивления, термопары, оптические пирометры.

Температура вещества – величина, характеризующая степень нагретости, которая определяется внутренней кинетической энергией теплового движения молекул.

Измерение температуры практически возможно только методом сравнения степени нагретости двух тел.

Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической энергии поступательного движения молекул.

Молекулярно-кинетическое определение: Температурой называют условную статистическую величину, прямо пропорциональную средней кинетической энергии молекул тела.

Термодинамическое определение: Температура — величина, обратная изменению энтропии (степени беспорядка) системы при добавлении в систему единичного количества теплоты.

Температура не поддается непосредственному измерению. Поэтому о состоянии теплового равновесия и о значении температуры судят по изменению физических свойств тел.

За единицу измерений температуры в «СИ» принят Кельвин (К). Допускается применять также шкалу Цельсия.

Для пересчета температуры, выраженной в Кельвинах или градусах Фаренгейта, в градусы Цельсия пользуются равенством

где n – число градусов по шкале Фаренгейта.

Прибор для измерения температуры посредством контакта с исследуемой средой называется термометром.

Первым устройством, созданным для измерения температуры, считают водяной термометр Галилея (1597 г.)

Измерительная система температур представляет собой совокупность термометрического преобразователя (датчика) и вторичного измерительного прибора.

А. Термометры для измерения температуры контактным методом:

1) Термометры расширения. Диапазон: от -190 до +500 градусов Цельсия. Принцип действия основан на свойстве тел под действием температуры изменять объем, а следовательно, и линейные размеры.

– Жидкостные термометры (от -200 до 750°С) используют принцип теплового расширения жидкости в стеклянном резервуаре. В качестве рабочих веществ используются ртуть и органические жидкости – этиловый спирт, толуол и др..

– Дилатометрические (механические) термометры, действие которых основано на относительном удлинении под влиянием температуры двух твердых тел, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения. В свою очередь подразделяются на стержневой и пластинчатый (биметаллический).

2) Термометры сопротивления (электрические). Диапазон: от -200 до +650 градусов Цельсия. Принцип действия основан на свойстве металлических проводников изменять электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Металлы, как известно, увеличивают при нагреве свое сопротивление. Зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о температуре проводника.

3) Термоэлектрические преобразователи (термопары). Диапазон: 0 до +1800 градусов Цельсия. Принцип действия основан на свойстве разнородных металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (термо-э.д.с.), зависящую от температуры места соединения (спая) концов двух разнородных проводников (термоэлектродов), образующих чувствительный элемент термометра – термопару. Располагая законом изменения термо-э.д.с. термометра от температуры и определяя значение термо-э.д.с. электроизмерительным прибором, можно найти искомое значение температуры в месте измерения.

4) Манометрические термометры. Диапазон: от -200 до +700 градусов Цельсия. Класс точности 1-2. Принцип действия манометрических термометров основан на изменении давления жидкости, газа или пара, помещенных в замкнутый объем, при нагревании или охлаждении этих веществ. В зависимости от заключенного в термосистеме рабочего вещества манометрические термометры разделяются на газовые, жидкостные и конденсационные. Указанные термометры являются промышленными показывающими и самопишущими приборами, предназначенными для измерения температуры в диапазоне до 600 °С. Класс точности их 1-2,5.

Б. Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом. Диапазон: от +100 до 2500 градусов Цельсия.

1) яркостные (оптические) пирометры, измеряющие яркость нагретого тела на данной длине волны;

2) радиационные пирометры, измеряющие температуру по тепловому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ

И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ

Кафедра биологической и химической технологии

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И ИЗМЕРЕНИЯ

Составили: доцент Е.М. Кувардина, ст. преп. Н.В.Джанчатова, Кудрявцева Л.Е.

Кувардина Е.М., Джанчатова. Кудрявцева Л.Е. Теплотехнические приборы и измерения. Учебное пособие.

Учебное пособие разработано для студентов биотехнологического факультета для изучения курсов дисциплин «Процессы и аппараты химической технологии», «Техническая термодинамика».

доцент Кувардина Е.М.

ст. преподаватель Джанчатова Н.В.

ст. преподаватель Кудрявцева Л.Е.

В В Е Д Е Н И Е

Теплотехнические измерения сводятся к определению важных физических величин (температуры, давления, расхода, состава вещества и др.), необходимых для правильного ведения того или иного технологического процесса в промышленности.

Наиболее распространенные приборы:

1. Приборы для измерения температуры.

2. Приборы для измерения давления.

3. Приборы для измерения расхода жидкостей, газов и паров.

В зависимости от назначения, а вместе с тем и от той роли, которую выполняют различные средства измерений (меры, измерительные приборы и преобразователи) в процессе измерения. Они делятся на три категории:

– рабочие меры, измерительные приборы и преобразователи;

– образцовые меры, измерительные приборы и преобразователи;

Рабочими средствами измерений называются все мер, приборы и преобразователи, предназначенные для практических повседневных измерений во всех отраслях народного хозяйства. Они подразделяются на средства измерений повышенной точности (лабораторные) и технические.

Образцовыми называются меры, приборы и первичные преобразователи (например, термоэлектрические термометры, термометры сопротивления), предназначенные для проверки и градуировки рабочих мер, измерительных приборов и преобразователей. Верхний предел измерений образцового прибора должен быть равен или больше верхнего предела измерений проверяемого прибора. Допускаемая погрешность образцового прибора или измерительного устройства в том случае, когда поправки к его показаниям не учитываются, должны быть значительно меньше (в 4-5 раз) допускаемой погрешности испытуемого прибора.

Рабочие меры, измерительных приборов и преобразователи проверяются в институтах мер измерительных приборов и в контрольных лабораториях системы Государственного комитета стандартов, мер и измерительных приборов.

Образцовые меры, измерительные приборы и первичные преобразователи, предназначенные для проверки рабочих, проверяются в

Государственных институтах мер и измерительных приборов и в Государственных контрольных лабораториях 1-го разряда по еще более точным мерам, приборам и преобразователям, т.е. образцовым средствам измерений более высокого разряда (например, образцовые приборы 2-го разряда проверяются методом сравнения с образцовыми приборами 1-го разряда). Образцовые меры, приборы и преобразователи высшего в данной области измерения разряда (1-го разряда) проверяют в Государственных институтах мер и измерительных приборов по соответствующим рабочим эталонам.

В зависимости от назначения и точности приборы в свою очередь делятся на образцовые, технические, лабораторные.

Образцовые – для проверки и градуирования приборов.

Технические – для измерения в промышленных условиях с классом точности 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Лабораторные – для измерения в лабораторных условиях с классом точности 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура характеризует меру нагретости вещества (уровень его теплового состояния). Для ее измерения используют зависимость свойств тел от температуры.

Температура измеряется термометрами и пирометрами.

Действие термометров основано на использовании свойств различных тел при изменении температуры изменять свой объем при постоянном давлении (термометры расширения), изменять давление при постоянном объеме (манометрические термометры) или изменять электрическое сопротивление (термометры сопротивления), на использовании свойства металлов и сплавов создавать электродвижущую силу при нагреве спая разнородных металлов (термоэлектрические термометры или термопары). Действие пирометров основано на использовании законов излучения (пирометры излучения).

2.Общие сведения о температурных шкалах

Измерение температуры основывается на явлении теплообме­на между измерителем температуры и телом. Таким образом, о температуре тела можно судить по изменению какого-либо фи­зического свойства рабочего вещества измерителя температуры при его нагревании или охлаждении. Выбранное физическое (термометрическое) свойство должно однозначно зависеть от температуры. Однако такая температурная шкала является условной, так как справедлива лишь для конкретного рабочего вещества измерителя температуры.

Независимой от каких-либо физических свойств рабочего ве­щества является так называемая термодинамическая шкала температур, основанная на свойстве обратимого цикла Карко, к.п.д. которого согласно второму закону термодинамики определяется через температуры цикла

а следовательно, не зависит от свойств рабочего тела. Из выражения (1) следует, что

где Q1 и Q2 – соответственно количество теплоты, подведённой и отведенной в обратимом Цикле Карно. Обратимый цикл Карноявляется пределом, к которому реальные двигатели могут лишь приближаться по своим характеристикам, но которого они никогда не достигают. Поэтому на основе соотношения (2) непосредственное измерение температуры выполнить нельзя.

Вместе с тем известно, что термодинамическая шкала температур совпадает со шкалой идеального газового термометра, если положить принцип линейности в построении температурной шкалы и интервал от точки таяния льда до точки кипения воды. При нормальном атмосферном давлении разделить на 100 равных частей, названных градусами Цельсия.

Так как поведение реальных газов мало отличается от поведения идеального газа в сравнительно широком диапазоне измерения температур, то, зная отклонения от законов идеального газа, можно термодинамическими методами вычислить поправки к показаниям газового термометра и воспроизвести термодинамическую шкалу температур. Однако в связи с техническими трудностями газовые термометры могут быть использованы для воспроизведения термодинамической шкалы температур лишь до температуры, не превышающей 1200°С.

В 1927 г. была принята Международная температурная шкала (МТШ-27), основанная на шести постоянных и воспроизводимых реперных точках. Значения температур в реперных точках определены с помощью газовых термометров с учетом поправок на отклонение газа от идеального состояния. Международная температурная шкала была пересмотрена в 1948 г. (МТШ-48) и в 1968 г. (МТШ-68) с целью внесения в нее некоторых уточнений, полученных в результате экспериментальных исследований, и расширения области измерения низких температур вплоть до температуры, соответствующей тройной точке водорода.

В СССР в были 1976 г. установлены практические температурные шкалы, обеспечивающие единство измерения температур различными методами в диапазоне от 0,01 до 105К, при этом измеренные по этим шкалам температуры близки к термодинамическим.

Единицей температуры является кельвин (К) или градус Цельсия (°С). Между температурами t(°C) и Т(К) установлено соответствие

t = T -273,15.

Единица кельвин определена как 1/273,15 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Градус Цельсия равен кельвину.

К термометрам расширения относятся жидкостно-стеклянные, стержневые, биметаллические, манометрические.

Стеклянные жидкостные термометры получили широкое распространение в практике измерения температуры вследствие достаточно высокой точности и простоты измерений. Для заполнения термометров в зависимости от области их применения используют ртуть, толуол, этиловый спирт и т. д. (рис.1).

Стеклянные жидкостные термометры, применяемые в технике, подразделяются на:

В основном изготовляют термометры двух типов: палочные и с вложенной шкалой. Термометры с вложенной шкалой более инерционны, но более удобны для наблюдений.

В зависимости от метода градуировки стеклянные термометры должны быть погружены в измеряемую среду либо до отсчитываемого деления, либо до определенной отметки.

В теплотехнических исследованиях используют, как правило, лабораторные термометры ТР с вложенной шкалой (табл. 1); предназначенные для точных измерений температуры в диапазоне от 0 до 500°С.

Лабораторные термометры снабжаются свидетельством, в котором указаны поправки к показаниям термометра на смещение нулевой точки и калибр, а также коэффициент внешнего давления в °С/мм рт. ст. (для введения поправки к показанию термометра при изменении внешнего атмосферного давления) и коэффициент внутреннего давления в °С/мм рт. ст. (для введения поправки к термометрам, измеряющим температуру в горизонтальном положении).

В организме человека постоянно происходят различные химические реакции. В процессе обмена веществ температура тела колеблется в районе +37° C. Но у людей возможны индивидуальные вариации «нормальной» температуры тела.

Какая температура тела нормальная?

Ранее считалось, что нормальная температура человеческого тела около 37° C. Однако недавние исследования показали, что средняя норма составляет 36,8° C и колеблется от 36,2° C до 37,5° C.

Следует иметь в виду, что этот показатель зависит от того, как мы его измеряем: показания в подмышечной впадине, во рту или на выходе могут отличаться. При измерении температуры во рту она обычно на 0,5° C ниже, чем при измерении в прямой кишке, и на 0,5° C выше, чем при измерении в подмышечной впадине.

В англоязычных странах принято измерять температуру во рту. Довольно надежно, но таким способом невозможно измерить температуру у детей в возрасте до 4-5 лет и у пациентов с психическими заболеваниями. Нормальная температура во рту – 36,8-37,3° С.

Наиболее точные показания мы получим, измерив температуру тела в заднем проходе — она ​будет в пределах от 37,3 до 37,5° C.

Поскольку у нас принято измерять температуру в подмышечной впадине, о температуре, измеренной таким образом, мы поговорим ниже.

Классификация диапазонов температуры тела

Врачи делят температурные показатели человека по следующему принципу:

• низкая температура (37-38° C);
• умеренная (38-39° C);
• высокая (39-40° C);
• чрезвычайно высокая (более 40° C).

Если наблюдается небольшое повышение температуры, например, до 37,2° C, всегда ли это признак заболевания?

Простуды, инфекционные заболевания обычно протекают с повышением температуры тела. Однако повышение температуры не всегда означает болезнь.

Температура тела может повышаться в разном возрасте. Например, температура тела ребенка может быть 37,3° C, но если малыш чувствует себя хорошо, это характеристика его тела. И это вовсе не значит, что он болен. Родители должны знать об этом, не бояться и не лечить малыша лекарствами.

Температура тела повышается во время упражнений, и у женщин – во время менструации.

Бывают случаи, когда у человека температура постоянно низкая, например, 35,5-36,2° С. Почему?

Температура зависит от особенностей тела. Возможно, что в организме постоянно не хватает определенных веществ, которые действуют как центр регуляции температуры.

Если у человека онкологическое заболевание и ему назначают химиотерапию, такие препараты подавляют иммунную систему. Когда возникает инфекция, организм не может бороться с болезнью из-за слабого иммунитета – в это время может держаться низкая температура тела. В других условиях она была бы повышенной.

При повышении температуры тела не следует спешить с ее понижением

Повышение температуры тела — признак того, что организм борется с инфекцией. Иммунная система человека играет важную роль — чем она сильнее, тем легче и быстрее преодолевается болезнь. Если у ребенка температура 38° C, но он чувствует себя хорошо, достаточно бодр, ее не следует снижать – пусть организм борется.

Защита человека — интерферон (особый протеин, нейтрализующий вирусы) активнее всего образуется при 39-39,5° C. Количество интерферона напрямую связано с температурой тела: чем она выше, тем больше интерферона. Максимальный объем достигается на вторые-третьи сутки повышения температуры, поэтому многие простуды успешно заканчиваются именно на третьи сутки.

Если у редко болеющего поднимется температура до 39-40,5° C, будут вырабатываться антитела. Так тело очищается и исцеляется. Поэтому лучше терпеть и не понижать температуру.

Если температура невысокая, не поднимается до 38° C и выше, не следует принимать жаропонижающие (если у вас нет диабета, рака, заболеваний печени). Важно пить много жидкости, потому что больной с высокой температурой сильно потеет и теряет много жидкости. Необходимо проветривать комнату, поддерживать нормальную температуру около 18° С.

Помните, что жар – это средство защиты организма от инфекции. Повышенная температура говорит о том, что организм борется с болезнями, воспалениями. Таким образом, жаропонижающие средства подавляют защиту организма от инфекции.

Если во время болезни не принимать жаропонижающие средства, вы не почувствуете слабости (которую мы часто испытываем, принимая лекарство трижды в день), утомляемости.

С другой стороны, высокая температура тела (+ 39-40° C) ослабляет организм, нарушает функции различных систем. Пациенты поднимают тревогу, если температура не падает двое суток, но на третий день она обычно падает. Если нет, принимайте на ночь жаропонижающие (но не принимайте антибиотики самостоятельно!). Потея, меняйте белье.

Какие случаи изменения температуры тела опасны для здоровья?

• Если температура поднимается выше 38° C для ребенка старше 3 лет и выше 39° C для ребенка до трех лет.
• При хронических заболеваниях печени, нервной системы или сердца. В этих случаях даже к небольшому повышению температуры следует относиться серьезно.
• Критическая температура тела 40° C. Могут быть галлюцинации и тепловой удар.
• Когда температура достигает 42° C, дыхательный центр дает сбой. Если температуру не сбить, немедленно обратитесь к врачу.

Есть люди, у которых даже низкая температура вызывает резкое ухудшение самочувствия: температура может достигать всего 37° С, а больной слабый, лежит в постели и не встает.

Как снизить температуру тела?

Необходимо приложить все усилия, чтобы позволить телу терять тепло. Тепло тела теряется двумя способами:

• При потоотделении. Поэтому нужно много пить, чтобы вспотеть.
• При отдаче тепла в окружающую среду. Здесь поможет прохладная комнатная температура (оптимальная 16-18° C).

При соблюдении этих двух требований велика вероятность, что человек самостоятельно справится с понижением температуры тела.

Можно завернуть больного в прохладную влажную простыню, но это приемлемо не для всех. Или сделать холодные компрессы на запястья и ступни.

Если в течение нескольких дней температура не снижается, следует обратиться к врачу и выяснить причину повышения температуры, а при высокой температуре принять жаропонижающие средства.

Значения нормальной температуры тела у людей различного возраста (если производить измерения под мышкой)

• нормальная температура у новорожденных – 36,8°С
• нормальная температура у 6 месячных младенцев – 37,4°С
• нормальная температура у 1 годичных детей – 37,4°С
• нормальная температура у 3 годичных детей – 37,4°С
• нормальная температура у 6 летних детей – 37,0°С
• нормальная температура у взрослых – 36,8°С
• нормальная температура у взрослых старше 65 лет – 36,3°С

Показания термометра будут отличаться, если мерять температуру не под мышками:

• во рту — больше на 0,3-0,6°С
• в полости уха — больше на 0,6-1,2°С
• в прямой кишке — больше на 0,6-1,2°С

Виды температуры тела

• Пониженная и низкая температура тела – меньше 35°С
• Нормальная температура тела – 35°С — 37°С
• Субфебрильная температура тела – 37°С — 38°С (повышенная температура)
• Фебрильная температура тела – 38°С — 39°С
• Пиретическая температура тела – 39°С — 41°С
• Гиперпиретическая температура тела – выше 41°С.

Последние 3 вида температуры – это высокая температура.

Способы измерения температуры тела

• Аксилярно (в подмышечной впадине). Этот способ потребует больше всего времени (при ртутном термометре – 6-9 минут). Норма градусов температуры в подмышечной впадине 36,2-36,9°C.
• Ректально (в прямой кишке). Для такого способа лучше использовать электронные градусники с мягким наконечником, время измерения – 1-1,5 минуты. Норма значений – 36,8-37,6°C
• Орально, сублингвально (во рту, под языком). Для измерения достаточно от 1 до 5 минут, в зависимости от вида прибора. Значения градусов температуры в норме – 36,6-37,2°C.
• В ушном канале. Метод используется для измерения температуры у ребенка и требует специального типа градусника (бесконтактное измерение).
• Во влагалище. Используется чаще всего для определения базальной температуры.

Виды термометров

• Ртутный (максимальный) термометр. Считается одним из самых точных видов и доступным по цене. Недостатком можно считать медленное измерение температуры и высокая вероятность его разбить. А разбитый термометр опасен ядовитыми парами ртути.
• Электронный (цифровой) термометр. Быстро измеряет температуру (от 30 секунд до 1,5 минут), об окончании сообщает звуковым сигналом. Электронные градусники бывают с мягкими наконечниками (для ректального измерения) и жесткими (универсальные приборы). Недостатком такого градусника часто является неточные значения. Поэтому после покупки нужно измерить температуру в здоровом состоянии, чтобы знать возможный диапазон погрешности.
• Инфракрасный термометр. Используется для измерения температуры бесконтактным способом (в ухе, на лбу, виске). На данный момент наиболее точными и быстрыми (всего за 3 секунды) являются инфракрасные термометры Microlife. В данных термометрах возможна незначительная погрешность ± 0,2°C.

Температура тела человека вполне обоснованно считается одним из основных показателей состояния здоровья. Организм любого теплокровного существа сохраняет оптимальный температурный уровень, вне зависимости от внешних условий. Падение температуры или ее повышение – это всегда повод задуматься над причинами.

Зачем нужно измерять температуру?

Все мы с детства знаем, что нормальная температура равна 36,6 *С. Но на самом деле в течение суток происходят небольшие колебания, которые никак не связаны с болезнями и патологиями. Например, утром показатель несколько снижается, а к вечеру вполне может подниматься.

Чаще всего мы воспринимаем повышение температуры как тревожный признак. С одной стороны, это правильно, ведь выход показателя за пределы нормы обычно говорит о каких-то сбоях в организме. Но есть и вторая сторона вопроса: организм повышает температуру для защиты от внедрения бактерий или вирусов, активизируя работу иммунитета.

Другими словами, повышение температуры – это способ борьбы с чужеродными и опасными микроорганизмами, а вовсе не повод для паники. Но контролировать температурный уровень нужно обязательно, на это есть целый ряд причин:

• Распознавание заболеваний на ранней стадии;
• Наблюдение за течением заболевания;
• Оценка эффективности назначенных процедур и лекарств;
• Предотвращение негативного влияния слишком высокой температуры на организм.

Особенно опасна повышенная температура для детей младше 3 месяцев. Для них предельно допустимая величина составляет 38*С, в остальных случаях придется принимать меры для снижения показателя. Если у ребенка раньше случались фебрильные судороги, повышение температуры до этого уровня недопустимо. То же самое касается малышей с тяжелыми патологиями НС, легких или сердца.

На ощупь выяснить, повышена температура или понижена, практически невозможно. Поэтому появилось специальное измеряющее приспособление – термометр. Сегодня в медучреждениях и дома используются три типа устройств: с инфракрасным методом измерения, электронные и с ртутным наполнением.

Термометры со ртутью – очень точные устройства, но и весьма опасные из-за содержимого и стеклянного корпуса. Избежать ненужного риска помогают электронные термометры, сочетающие точность и быстроту измерений, а также множество дополнительных функций. Например, экспресс-термометр Beurer FT 15/1 измеряет температуру всего за 10 секунд, подает звуковой сигнал о завершении измерения или повышенном показателе и хранит в памяти последнее значение.

Инфракрасные термометры появились сравнительно недавно. Такое устройство за несколько секунд определяет температуру на определенном участке тела бесконтактным методом. В основе его работы лежит инфракрасное излучение, позволяющее также замерять температуру воздуха или любых объектов, например, бутылочек со смесью.

Измеряем температуру разными способами

Вне зависимости от выбранного типа градусника, важно правильно провести измерения. Наиболее популярный метод – проверка температуры в подмышечной впадине. Однако данный способ не единственный, а иногда и не самый достоверный.

Измерить температуру можно:

• Ректальным способом в прямой кишке;
• Оральным методом – во рту;
• В паховой складке;
• В сгибе локтя;
• В лобной зоне;
• В ушном канале.

Каждый способ имеет свои особенности. В России традиционно выполняют измерения под мышкой, в Европе предпочитают ректальные замеры, в англоговорящих странах – оральный метод.

Значение температуры зависит от места измерение и вида термометра. Так, нормальными значениями считаются

• 35,3-37,8 *С – для ректальной температуры;
• 36,0-37,4 *С – для оральной температуры;
• 36,0-37,8 *С – для температуры в ухе;
• 35,8-37,6 *С – для температуры на лбу.

Сообщая врачу результаты измерений, нужно обязательно рассказать, каким термометром они проводились и в какой части тела.

Традиционное измерение под мышкой

Для замера температуры под мышкой можно воспользоваться и ртутным градусником, и электронным. Чтобы показатели были достоверными, измеряющий прибор нужно прижимать достаточно сильно, контакт с кожным покровом должен быть максимальным. После того, как электронное устройство подаст звуковой сигнал, вынимать его сразу же нельзя. Надо подождать еще около 20 секунд, и после этого оценивать показатели.

Очень часто температуру приходится измерять малышам, и здесь незаменим электронный градусник. Для определения показателя нужно:

• Посадить ребенка к себе на колени;
• Вложить термометр ему под мышку, чтобы он со всех сторон соприкасался с кожей;
• Ставить термометр с той стороны, где тела взрослого и малыша не соприкасаются;
• Придерживать руку с градусником до завершения измерений.

Редко можно встретить ребенка, который спокойно переносит такие манипуляции. Чаще дети капризничают, не хотят сидеть на месте с градусником, вырываются. Если применяется термометр со ртутью, за 5-7 минут измерений он неоднократно сместится, и показатели могут стать недостоверными.

Чтобы избежать таких проблем, сделать процедуру максимально легкой, избавить от переживаний маму и малыша, лучше использовать электронную модель Beurer FT 13. Измерение займет всего 30 секунд, за которые малыш не успеет устать. Прибор определит нужный показатель и подаст сигнал. Когда малыш болеет, в его комнате обычно не горит яркий свет, мешающий целительному сну. В таких условиях рассмотреть столбик ртути непросто. Электронное устройство отображает полученную информацию на дисплее, определяя показатель с точностью до 0,1 *С.

Если ребенок совсем не желает оставаться на месте с градусником, процедуру легко превратить в игру. Возьмите термометр Beurer BY 11 со смешной зверюшкой и расскажите малышу, как обезьянка заболела, боялась измерять температуру и вместе объясните несчастной мартышке, что в этом процессе нет ничего страшного.

Особенности ректальной методики

Ректальный способ замера считается наиболее точным, ведь полость прямой кишки замкнута, а температура в ней устойчива. Данная методика подойдет для маленьких детей, ослабленных и истощенных людей, у которых мягкие ткани неплотно охватывают градусник под мышкой.

Для замера температуры у ребенка таким методом его нужно положить на бок, смазать наконечник устройства кремом и аккуратно ввести внутрь анального отверстия. Прибор нужно придерживать пальцами на протяжении всего времени процедуры. Ректальные замеры удобно проводить электронным термометром Beurer FT 09/1. Наконечник и дисплей прибора водонепроницаемые, поэтому его можно продезинфицировать.

Оральное измерение температуры

Еще одним из самых надежных методов измерения температуры считается оральный метод измерения. Термометр должен располагаться под языком или за щекой. Губы на время измерения должны быть сомкнуты, дышать нужно носом, прижимая наконечник к низу языка.

Для малышей придумано особое измеряющее приспособление – термометр-пустышка. У Beurer есть модель BY 20, идеально подходящая и для новорожденных, и для ребят постарше. Абсолютная безопасность прибора подтверждена клиническими испытаниями. Процедура занимает порядка 5 минут, результаты отображаются на экране одновременно со звуковым сигналом. Главное – вложить соску таким образом, чтобы ее часть с датчиком соприкасалась с центром языка.

Паховая складка и сгиб локтя

При определении температуры внутри паховой складки ногу надо чуть согнуть в тазобедренном суставе, чтобы образовалась сама складка. В нее и вставляют градусник так, чтобы он максимально соприкасался с кожным покровом. Если ребенок еще совсем маленький, согнутую ножку придется держать родителям. Удобнее воспользоваться электронным устройством, чтобы не затягивать процедуру.

Температуру в локтевом сгибе замеряют аналогичным способом: руку сгибают в локте и прижимают градусник, чтобы он был хорошо охвачен с каждой стороны. Оба способа применяют в ситуациях, когда иные методики измерения по определенным причинам недоступны.

Температура на лбу и в ушном канале

Лобное температурное измерение выполняется при помощи инфракрасного термометра. Здесь проходит артерия, передающая кровь от сердца к мозгу, поэтому результаты считаются достоверными.Бесконтактный термометр Beurer FT 90 определяет данные на расстоянии 2-3 см от объекта на протяжении нескольких секунд и хранит итоги 60 замеров. Устройством легко измерить температуру у спящего человека, не побеспокоив его.

Для замера температурных показателей в канале уха нужно оттянуть вверх и чуть назад ушную мочку и ввести зонд градусника. Изменения в организме, связанные с температурой, раньше всего отражаются именно в ухе. Выполнять манипуляции надо очень аккуратно, чтобы не повредить перепонку. Для таких случаев подойдет электронный термометр Beurer FT 58 с инфракрасным измерением, специально разработанный для ушных замеров. Обычными термометрами определять температуру в слуховом проходе нельзя.

Измеряем температуру правильно

Привычное для нас определение температуры в подмышечной зоне – далеко не единственный вариант измерения температуры. С учетом ситуации, возраста пациента, рекомендаций врача можно воспользоваться и другими способами, тем более что у Beurer есть надежные приборы для каждого из них.