Загальні положення. Температурні шкали.

Температура – один із важних технологічних параметрів, який характеризує практично всі технологічні процеси в харчовій промисловості і призначені як для виготовлення готового (кінцевогопродукту так і напівфабрикату). До них відноситься: нагрів, випічка, сушка, випарки, розварювання, охолодження та ін. Межі вимірювання температури складають від -90 до +1200°C і вище.

Температура відноситься до таких фізичних величин, які не піддаються безпосередньому (прямому) вимірюванню. Тому температуру завжди перетворюють в іншу фізичну величину, яка зв’язана з температурою відомою залежністю.

Для вимірювання температури використовується декілька шкал.

За стандартом передбачено використовування двох температурних шкал: термодинамічної температурної шкали (ТТШ), як основної, та міжнародної практичної температурної шкали (МПТШ).

Принцип застосування термодинамічної температурної шкали ґрунтується на другому законі термодинаміки: температура тіла пропорційна кількості тепла, яке в ньому знаходиться. Температура, виміряна за цією шкалою, позначається літерою Т, а за одиницю прийнятий Кельвін (К).

За повної відсутності тепла в тілі, його температура Т=0, що відповідає початковій точці термодинамічної температурної шкали (ТТШ) і називається абсолютним нулем. Кожна шкала температури має реперні точки. Реперна точка шкали – це значення температури на шкалі, яке відповідає певному стану абсолютно чистої речовини, або суміші речовин, при цій температурі.

Основною реперною точкою для ТТШ є потрійна точка води, яка відповідає 273, 16 К. Потрійна точка води – є точкою рівноваги води в твердій (льод), рідкій та газоподібній (пара) фазах і може бути відтворена в спеціальних посудинах з похибкою не більше ±0, 0002 °C.

Одиницею термодинамічної температури є Кельвін, який визначається як 1/273, 16 частина температури потрійної точки води.

Для вимірювання по термодинамічній шкалі використовуються спеціальні газові термометри. Це досить точні прилади, але їх використання поки що пов’язане з труднощами, до яких відноситься: по-перше, складність у використовуванні (поки що), та, по-друге, те, що в звичному нам діапазоні температур від 0...100 °C, шкала цього термометра дуже вузька, так як він вимірює температуру від 0 К (-273 °C) і цей нуль практично нами не використовується). Тому, для широкого кола вимірювань використовується стоградусна шкала Цельсія (1742 р.), або її розвиток міжнародна практична температурна шкала (МПТШ) (розрізняють МПТШ 68 та МПТШ МТШ 90).

В якості реперних точок по шкалам МПТШ вибрані:

1) точка таяння льоду, яка може бути відтворена з похибкою в межах 0, 0002÷ 0, 01 °C і складає 0 °C або 277, 15 К;

2) точка кипіння води, яка приймається як 100 °C і відтворюється з похибкою ±(0, 002÷ 0, 01)°C, та відповідає стану рівноваги між водою і водяною парою.

Температура в градусах Цельсія t визначається як t (°C)=Т(К)–273, 15. Одиницею температури в цьому випадку є градус Цельсія, який дорівнює по розмірності градусу Кельвіна.

На практиці використовуються і англо-американські температурні шкали:

Шкала Фаренгейта ( °F): 0°F – температура суміші льоду та нашатирного спирту; 96°F – температура людського тіла, 32 °F - точка танення льоду; а точці кипіння води відповідає 212°F. Градус °F = 1/180 частину різниці (212-32)°F.

Співвідношення між шкалами МПТШ та Фаренгейта:

t (°F) = (9/5)* t(°C) + 32 та t (°C) = 5/9[t(°F)-32.

Шкала Реомюра °R: 0 °R – точка танення льоду, 80 °R – точка кипіння води. °R – це 1/80 частина цього інтервалу. 1 °R=1, 25 °C.

Між термодинамічними шкалами ТТШ та МПТШ 68 (практичною) існує різниця. Обидві шкали збігаються в реперних точках, проте в інтервалах, де відбувається інтерполяція, між ними є розбіжність, яка залежить від температури (розбіжність не перевищує 0, 04°C в діапазоні (–190...+120)°C, і досягає 0, 5 °C при температурах 800 °C).

МПТШ 68 установлена для температур від 13, 81 до 6300 К. Переведення значення температури у °C в К виконується за рівнянням: Т(К)=t(°C)+273, 15.

Введення нової МПТШ-90 розширило дію МТШ-90 в нижньому діапазоні від 0, 65 К, та ще більше приблизило її до ТТШ при температурах вище 0°C за рахунок введення додаткових реперних точок (точки плавлення гелію, затвер-

діння індію, алюмінію).