Toată lumea știe că temperatura se măsoară în grade Celsius. Oamenii care sunt familiarizați cu fizica știu că unitatea internațională a acestei cantități este kelvinul. Dezvoltarea istorică a conceptului de temperatură și a instrumentelor corespunzătoare pentru determinarea acestuia a condus la faptul că în prezent folosim alte sisteme metrice decât strămoșii noștri. Articolul discută întrebările: ce este gradul Réaumur, când a fost folosit și cum este legat de scalele general acceptate pentru măsurarea temperaturii.
Rene Antoine Réaumur
Înainte de a lua în considerare scara Réaumur pentru determinarea temperaturii corpurilor înconjurătoare, luați în considerare personalitatea creatorului său.
Rene Réaumur s-a născut la 28 februarie 1683 în orașul francez La Rochelle. El a început să manifeste dragoste pentru cercetarea științifică a lumii înconjurătoare încă din copilărie. Rene era interesat de fizică, matematică,astronomie, drept, filozofie, biologie, metalurgie, limbi străine și multe alte discipline.
La vârsta de 25 de ani, devine membru al Academiei Franceze de Științe și începe imediat să încredințeze implementarea unor proiecte științifice serioase la scară națională. Ca membru al Academiei de Științe, Réaumur a publicat o lucrare științifică în fiecare an timp de 50 de ani. Multe dintre lucrările sale despre studiul insectelor, precum și despre studiul proprietăților metalelor, au fost traduse în engleză și germană. Contemporanii l-au numit Pliniu din secolul al XVIII-lea.
Omul de știință a murit la vârsta de 74 de ani, ca urmare a unei căderi de pe un cal în timpul uneia dintre plimbările cu cai. După el însuși, Réaumur a lăsat manuscrise științifice care ocupau 138 de dosare.
Deschiderea unei noi scale de temperatură
La începutul secolului al XVIII-lea, nu exista o scară general acceptată pentru măsurarea temperaturii corpurilor din lume. În 1731, ca urmare a experimentelor termodinamice, Rene Reaumur a propus utilizarea unei scale de temperatură, care a început să-i poarte numele de familie. Această scară a fost utilizată de mai bine de 100 de ani în țările lider ale Europei, în special, în Franța, Germania și Rusia. În cele din urmă, a fost înlocuită de scala Celsius, care este încă folosită pe scară largă astăzi.
Este interesant de observat că Réaumur a propus să-și folosească cântarul cu 11 ani înainte ca celsius să o facă.
Experimente care au dus la inventarea scalei Réaumur
Experimentele care l-au inspirat pe om de știință să inventeze o nouă scară sunt foarte simple. Acestea sunt următoarele: Réaumur și-a propus să măsoare temperatura de tranziție între stările de agregare a unui lichid vital pentru oameni - apa, adică să determine când începe să se cristalizeze odată cu formarea gheții și când începe să se cristalizeze. fierbe si se transforma in abur. În acest scop, omul de știință a decis să folosească un termometru cu alcool, pe care l-a proiectat el însuși.
Termometrul lui Reaumur era un tub de sticlă, de aproximativ 1,5 metri înălțime, care s-a extins la bază într-un vas cu un diametru de aproximativ 10 cm. Tubul a fost umplut cu un amestec de alcool etilic și apă și etanșat la ambele capete. Amestecul de alcool a fost ales ca fluid de lucru deoarece această substanță alcoolică are un coeficient de dilatare termică de 4 ori mai mare decât apa. Acest din urmă fapt înseamnă că nivelul coloanei de alcool este foarte sensibil la schimbările de temperatură, așa că poate fi folosit pentru a măsura cu precizie cantitatea în cauză.
Setând nivelul coloanei de alcool din termometru la 0 grade atunci când baza acestuia este coborâtă în gheață care se topește, Réaumur a măsurat această valoare punând aparatul în apă clocotită. Omul de știință a observat că, dacă înălțimea inițială a coloanei de alcool este de 1000 de unități, atunci valoarea sa finală este de 1080 de unități. Numărul 80, ca diferență între nivelul cald și rece al unei coloane dintr-un termometru, Réaumur l-a pus la baza scalei sale de temperatură.
scara octală
Așa cum sa spus, 0 grade pe scara Réaumur (°R) corespund temperaturii de topire (topire) a gheții și 80 °R punctului de fierbere al apei. Inseamna,că scara propusă de omul de știință francez este de optzeci de zecimale, ceea ce o deosebește de scările Celsius sau Kelvin, care se bazează pe cifra 100. Acest din urmă fapt a dus, evident, la deplasarea treptată a acesteia de către aceste scale. Sistemul nostru de numere este zecimal, așa că folosirea numerelor precum 10, 100 și așa mai departe este mult mai convenabilă decât valorile intermediare.
Relația cu scările Celsius și Kelvin
După cum am menționat mai sus, temperatura Réaumur nu este folosită aproape nicăieri acum, totuși, uneori este folosită la prepararea siropului de zahăr și la producerea caramelului. Prin urmare, trebuie date formulele de conversie a gradelor Reaumur în Celsius și Kelvin. Aceste formule sunt următoarele:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
În expresiile prezentate R, C, K - grade Réaumur, Celsius și respectiv Kelvin. Verificarea corectitudinii primei formule este destul de simplă: înlocuim în ea valoarea de 80 ° R, la care fierbe apa. Apoi obținem: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, care corespunde exact punctului de fierbere al acestui lichid în condiții normale pe scara cunoscută nouă.
De asemenea, iată formulele inverse pentru conversia grade Celsius și Kelvin în Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Rețineți că zero grade Réaumur coincide cu această temperatură Celsius.
Exemplu de rezolvare a problemelor
După cum se poate observa din formulele paragrafului anterior, conversia între diferite scale de măsuraretemperatura este destul de usoara. Să rezolvăm o problemă simplă: „La fabricarea caramelului s-a folosit un termometru calibrat la grade Réaumur, care, în timpul preparării dulciurilor, arăta o valoare de 123 ° R. Câte grade ar arăta termometrul dacă ar fi calibrat la scara Celsius?"
Folosind formula de conversie a grade Réaumur în Celsius, obținem: C=1,25123=153,75 °C. Pentru a completa soluția, traducem și aceste grade într-o valoare Kelvin, obținem: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
