Mindenki tudja, hogy a hőmérsékletet Celsius-fokban mérik. A fizikában jártas emberek tudják, hogy ennek a mennyiségnek a nemzetközi mértékegysége a kelvin. A hőmérséklet fogalmának és az ennek meghatározására szolgáló eszközök történelmi fejlődése oda vezetett, hogy jelenleg más metrikus rendszereket használunk, mint őseink. A cikk a kérdéseket tárgyalja: mi a Réaumur-fok, mikor használták és hogyan kapcsolódik az általánosan elfogadott hőmérsékletmérési skálákhoz.
Rene Antoine Réaumur
Mielőtt figyelembe venné a Réaumur skálát a környező testek hőmérsékletének meghatározására, fontolja meg alkotójának személyiségét.
Rene Réaumur 1683. február 28-án született a francia La Rochelle városában. Már kora gyermekkora óta szeretett mutatni a környező világ tudományos kutatása iránt. Rene-t érdekelte a fizika, a matematika,csillagászat, jog, filozófia, biológia, kohászat, nyelvek és sok más tudományág.
25 évesen a Francia Tudományos Akadémia tagja lesz, és azonnal komoly, országos méretű tudományos projektek megvalósítását kezdi megbízni. Réaumur a Tudományos Akadémia tagjaként 50 éven át minden évben publikált egy tudományos munkát. A rovarok tanulmányozásával, valamint a fémek tulajdonságainak vizsgálatával foglalkozó munkáját számos angol és német nyelvre fordították le. Kortársai a 18. századi Pliniusnak hívták.
A tudós 74 évesen h alt meg, amikor az egyik lovaglás során leesett egy lóról. Réaumur maga után tudományos kéziratokat hagyott hátra, amelyek 138 mappát fogl altak el.
Új hőmérsékleti skála megnyitása
A 18. század elején még nem volt általánosan elfogadott skála a testek hőmérsékletének mérésére a világon. 1731-ben a termodinamikai kísérletek eredményeként Rene Reaumur egy hőmérsékleti skála használatát javasolta, amely az ő vezetéknevét kezdte viselni. Ezt a skálát több mint 100 éve használják Európa vezető országaiban, különösen Franciaországban, Németországban és Oroszországban. Végül felváltotta a Celsius-skála, amelyet ma is széles körben használnak.
Érdekes megjegyezni, hogy Réaumur 11 évvel Celsius előtt javasolta a skála használatát.
Kísérletek, amelyek a Réaumur-skála feltalálásához vezettek
A kísérletek, amelyek inspirálták a tudóst egy új mérleg feltalálására, nagyon egyszerűek. Ezek a következők: Réaumur azt a célt tűzte ki maga elé, hogy megmérje az emberek számára létfontosságú folyadék - a víz - aggregációs állapotai közötti átmeneti hőmérsékletet, azaz meghatározza, mikor kezd kristályosodni jég képződésével, és mikor kezd kikristályosodni. felforraljuk és gőzzé alakul. Erre a célra a tudós úgy döntött, hogy alkoholos hőmérőt használ, amelyet saját maga tervezett.
Reaumur hőmérője egy körülbelül 1,5 méter magas üvegcső volt, amely az aljánál körülbelül 10 cm átmérőjű edénybe tágult. A csövet etil-alkohol és víz keverékével töltötték meg, és mindkét végén lezárták.. Az alkoholkeveréket választották munkaközegnek, mivel ennek az alkoholos anyagnak négyszer nagyobb a hőtágulási együtthatója, mint a víznek. Ez utóbbi tény azt jelenti, hogy az alkoholoszlop szintje nagyon érzékeny a hőmérséklet-változásokra, így segítségével pontosan mérhető a kérdéses mennyiség.
A hőmérő alkoholoszlopának szintjét 0 fokra állította, amikor az alapja olvadó jégbe süllyesztve, ezt az értéket a Réaumur úgy mérte meg, hogy a készüléket forrásban lévő vízbe helyezte. A tudós észrevette, hogy ha az alkoholoszlop kezdeti magassága 1000 egység, akkor a végső értéke 1080 egység. A 80-as számot, mint a hőmérő oszlopának meleg és hideg szintje közötti különbséget, Réaumur a hőmérsékleti skálája aljára tette.
oktális skála
Amint mondták, a Réaumur-skála (°R) 0 foka a jég olvadási (olvadási) hőmérsékletének, 80 °R pedig a víz forráspontjának felel meg. Azt jelenti,hogy a francia tudós által javasolt skála nyolcvan tizedes, ami megkülönbözteti a Celsius vagy Kelvin skáláktól, amelyek a 100-as számon alapulnak. Ez utóbbi tény nyilvánvalóan ahhoz vezetett, hogy ezek a skálák fokozatosan eltolják. Számrendszerünk decimális, így a 10, 100 stb. számok használata sokkal kényelmesebb, mint a köztes értékek.
Kapcsolat a Celsius- és Kelvin-skálákkal
Ahogy fentebb említettük, a Réaumur hőmérsékletet ma már szinte sehol nem alkalmazzák, de előfordul, hogy cukorszirup készítésénél és karamellgyártásnál is használják. Ezért meg kell adni a képleteket a Reaumur-fok Celsius- és Kelvin-fokokra való átváltására. Ezek a képletek a következők:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
A bemutatott kifejezésekben R, C, K - Réaumur, Celsius és Kelvin fok. Az első képlet helyességének ellenőrzése meglehetősen egyszerű: behelyettesítjük a 80 ° R értéket, amelynél a víz felforr. Ezután a következőt kapjuk: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, ami pontosan megfelel ennek a folyadéknak a forráspontjának normál körülmények között a számunkra ismert skálán.
Ezenkívül itt vannak a Celsius-fok és Kelvin-fok Réaumur-ra konvertálására szolgáló fordított képletek:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Ne feledje, hogy a Réaumur nulla foka egybeesik ezzel a Celsius-hőmérséklettel.
Példa problémamegoldásra
Mint az előző bekezdés képleteiből kiderül, a különböző mérési skálák közötti átváltása hőmérséklet elég könnyű. Oldjunk meg egy egyszerű feladatot: "A karamell gyártása során Réaumur fokokra kalibrált hőmérőt használtak, amely az édességek készítése közben 123 °R értéket mutatott. Hány fokot mutatna a hőmérő, ha úgy lenne kalibrálva. a Celsius-skála?"
A Réaumur fokok Celsius-fokokra való átváltásának képletével a következőt kapjuk: C=1,25123=153,75 °C. A megoldás teljessége érdekében ezeket a fokokat Kelvin-értékre is fordítjuk, így kapjuk: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
