Температурные шкалы

Существует несколько температурных шкал. Первая нулевая температура была ус­тановлена в 1664 году Робертом Гуком в точке замерзания дистиллированной воды. В 1694 году Карл Ренальди из Падуи предложил использовать две точки: точку тая­ния льда и точку кипения воды, в качестве двух реперных точек на линейной тем­пературной шкале. Он разделил весь интервал температур на 12 равных частей. К сожалению, его предложение было забыто почти на 50 лет. В 1701 году Ньютон так­же предложил использовать две фиксированные точки для задания температурной шкалы. Для первой точки он выбрал температуру плавления льда (нулевая точка), а для второй — температуру подмышкой здорового англичанина, которую назвал точ­кой 12. По шкале Ньютона вода кипела в точке 34. Даниэль Фаренгейт, датский изобретатель инструментов, в 1706 году для своего термометра в качестве нулевой точки выбрал холодную температуру смеси воды, льда и поваренной соли. В каче­стве второй точки он выбрал температуру 96 градусов, определяемую «температу­рой крови здорового человека» (На самом деле, для Фаренгейта число 96 было про­сто удобным, поскольку оно хорошо делилось на 2, что позволяло легко наносить деления. Однако Фаренгейт не учитывал, что температура крови зависит от нацио­нальности человека и многих других факторов. Сейчас уже доказано, что темпера­тура здорового человека находится в пределах 97... 100° F (36...37.7°С), но во време­на датского изобретателя лучшего термостата, чем человеческое тело еще не суще­ствовало). На его шкале точка плавления льда равнялась 32°, а кипения воды - 212°. В 1742 году профессор астрономии Андреас Цельсий предложил шкалу, в которой нуль — это точка таяния льда, а 100 — температура кипения воды.

В настоящее время в научных и технических разработках обычно применяются две шкалы: Цельсия и Кельвина. Шкала Кельвина базируется на, так называемой,

тройной точке воды, соответствующей давлению 4.58 мм ртутного столба, при котором вода одновременно находится в трех состояниях: в виде пара, жидко­сти и льда. Температура тройной точки воды равна 273.16 К (Кельвин) или ~0°С. Шкала Кельвина является линейной, где нулевая точка (0 К) соответствует тем­пературе, при которой кинетическая энергия всех двигающихся частиц равна нулю. Эту точку невозможно реализовать на практике, она является чисто тео­ретической величиной, называемой абсолютным нулем. Между шкалами Кель­вина и Цельсия существует разница в 0.01°, вызванная тем, что нуль градусов Цельсия определяется не тройной точкой воды, а температурой, при которой лед и насыщенный влагой воздух при атмосферном давлении находятся в дина­мическом равновесии. Эти две шкалы имеют одинаковый наклон (т.е. 1°С = = 1К, а0К=-273.15°С):

°С=° К-273.15° (3-Ю7)

Температура кипения воды равна 100°С = 373.15 К. Шкала Фаренгейта имеет бо­лее крутой наклон, поскольку 1°С = 1.8°F. Шкалы Цельсия и Фаренгейта пересе­каются при температуре -40°С и °F. Для перевода значений из одной шкалы в дру­гую используют выражение:

°F = 32 + 1.8°C (З-¹⁰⁸)

которое означает, что при 0°С, температура по шкале Фаренгейта составит +32°Е