Alla vet att temperaturen mäts i grader Celsius. Människor som är bekanta med fysik vet att den internationella enheten för denna kvantitet är kelvin. Den historiska utvecklingen av begreppet temperatur och motsvarande instrument för dess bestämning har lett till att vi för närvarande använder andra metriska system än våra förfäder. Artikeln diskuterar frågorna: vad är Réaumur-graden, när användes den och hur är den relaterad till de allmänt accepterade skalorna för att mäta temperatur.
Rene Antoine Réaumur
Innan du överväger Réaumur-skalan för att bestämma temperaturen på omgivande kroppar, överväga skaparens personlighet.
Rene Réaumur föddes den 28 februari 1683 i den franska staden La Rochelle. Han började visa kärlek till vetenskaplig forskning i omvärlden från tidig barndom. Rene var intresserad av fysik, matematik,astronomi, juridik, filosofi, biologi, metallurgi, språk och många andra discipliner.
Vid 25 års ålder blir han medlem av den franska vetenskapsakademin, och han börjar omedelbart anförtro genomförandet av seriösa vetenskapliga projekt i nationell skala. Som medlem av Vetenskapsakademien publicerade Réaumur ett vetenskapligt arbete varje år i 50 år. Många av hans verk om studier av insekter, såväl som om studier av metallers egenskaper, översattes till engelska och tyska. Hans samtida kallade honom 1700-talets Plinius.
Forskaren dog vid 74 års ålder till följd av ett fall från en häst under en av ridturerna. Efter sig själv lämnade Réaumur vetenskapliga manuskript som upptog 138 mappar.
Öppnar en ny temperaturskala
I början av 1700-talet fanns det ingen allmänt accepterad skala för att mäta temperaturen på kroppar i världen. År 1731, som ett resultat av termodynamiska experiment, föreslog Rene Reaumur användningen av en temperaturskala, som började bära hans efternamn. Denna våg har använts i mer än 100 år i de ledande länderna i Europa, särskilt i Frankrike, Tyskland och Ryssland. Den ersattes så småningom av Celsiusskalan, som fortfarande används flitigt idag.
Det är intressant att notera att Réaumur föreslog att använda sin skala 11 år innan Celsius gjorde det.
Experiment som ledde till uppfinningen av Réaumur-skalan
Experimenten som inspirerade vetenskapsmannen att uppfinna en ny skala är mycket enkla. De är följande: Réaumur satte sig som mål att mäta övergångstemperaturen mellan tillstånden för aggregering av en livsviktig vätska för människor - vatten, det vill säga att bestämma när det börjar kristallisera med bildandet av is, och när det börjar att koka upp och förvandlas till ånga. För detta ändamål bestämde sig forskaren för att använda en alkoholtermometer, som han designade själv.
Reaumurs termometer var ett glasrör, ca 1,5 meter högt, som vid basen expanderade till ett kärl med en diameter på ca 10 cm. Röret fylldes med en blandning av etylalkohol och vatten och förseglades i båda ändar. Det var alkoholblandningen som valdes som arbetsvätska eftersom denna alkoholh altiga substans har en 4 gånger högre termisk expansionskoefficient än vatten. Det senare faktumet innebär att nivån på alkoholkolonnen är mycket känslig för temperaturförändringar, så den kan användas för att noggrant mäta den aktuella mängden.
Genom att ställa in nivån på alkoholkolonnen i termometern till 0 grader när dess bas sänks ner i smältande is, mätte Réaumur detta värde genom att placera enheten i kokande vatten. Forskaren märkte att om den initiala höjden på alkoholkolonnen är 1000 enheter, är dess slutvärde 1080 enheter. Siffran 80, som skillnaden mellan de varma och kalla nivåerna i en kolonn i en termometer, satte Réaumur i basen på sin temperaturskala.
oktalskala
Som det sades, 0 grader på Réaumur-skalan (°R) motsvarar smälttemperaturen för is och 80 °R till vattnets kokpunkt. Det betyder,att skalan som den franske vetenskapsmannen föreslagit är åttio decimal, vilket skiljer den från Celsius- eller Kelvin-skalorna, som är baserade på siffran 100. Det senare faktum ledde uppenbarligen till att den gradvis förflyttades med dessa skalor. Vårt talsystem är decim alt, så att använda siffror som 10, 100 och så vidare är mycket bekvämare än mellanliggande värden.
Relation med Celsius- och Kelvin-skalor
Som nämnts ovan används inte Réaumur-temperatur nästan någonstans nu, men det används ibland vid beredning av sockersirap och vid framställning av karamell. Därför bör formlerna för att konvertera Reaumur-grader till Celsius och Kelvin anges. Dessa formler är följande:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
I de presenterade uttrycken R, C, K - grader Réaumur, Celsius respektive Kelvin. Att kontrollera riktigheten av den första formeln är ganska enkel: vi byter ut värdet på 80 ° R, vid vilket vatten kokar. Då får vi: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, vilket exakt motsvarar kokpunkten för denna vätska under normala förhållanden i den skala som är bekant för oss.
Här är också de omvända formlerna för att konvertera grader Celsius och Kelvin till Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Observera att noll grader Réaumur sammanfaller med denna Celsius-temperatur.
Exempel på problemlösning
Som framgår av formlerna i föregående stycke, omvandlingen mellan olika mätskalortemperaturen är lätt nog. Låt oss lösa ett enkelt problem: "Vid tillverkning av karamell användes en termometer kalibrerad till Réaumur-grader, som under beredningen av godis visade ett värde på 123 ° R. Hur många grader skulle termometern visa om den var kalibrerad till Celsiusskalan?"
Med formeln för att konvertera Réaumur-grader till Celsius får vi: C=1,25123=153,75 °C. För fullständigheten av lösningen översätter vi också dessa grader till ett Kelvin-värde, vi får: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
