Temperatura - rys historyczny

Jednym z najważniejszych pojęć, jakimi posługuje się nauka o cieple jest temperatura. Pojęcie temperatury dość długo nie było znane i sformułowane, a słowo ciepły czy zimny nabierało znaczenia tylko przez fizjologiczne odczucie dotykiem.

Termin "temperatura" powstał znaczenie później. Początkowo operowano pojęciem "stan cieplny ciała"; mówiono: ciało jest zimne, letnie, ciepłe, gorące itp., i dopiero z tego określenia "stan cieplny ciała" powstało pojęcie temperatury. Określenie stanu cieplnego ciała przez dotyk było zbyt subiektywne i nie zawsze możliwe, powstała, więc myśl stworzenia przyrządu dającego pewniejsze wyniki, co do stanu cieplnego obserwowanego ciała.

Wynalazek termometru, początkowo termoskopu, można przypisać szeregowi fizyków wnoszących stopniowe pewne ulepszenia, lecz nie podlega chyba wątpliwości, że właściwym wynalazcą termoskopu był Galileo Galilei, jak to wynika z jego listów /1592 r./.

Galileusz wykorzystał rozszerzalność powietrza do oznaczenia stanu cieplnego ciał. Istotną wadą jego przyrządu była zależność od zmian ciśnienia atmosferycznego, co wywierało wpływ na wskazania termoskopu i pozwalało porównywać wyniki pomiarów bezpośrednio po sobie następujących tylko przy założeniu stałego ciśnienia barometrycznego. Skala tego termoskopu była zupełnie dowolna. Na tle tej niedoskonałej konstrukcji powstało szereg coraz doskonalszych pomysłów, a spośród wielu pracujących nad tym zagadnieniem wymienić należy francuskiego fizyka Amontonsa /1700/.

Pierwsze właściwe termometry zostały wykonane przez gdańszczanina, Daniela Gabriela Fahrenheita /1724/, który na rurce z rtęcią zamiast używanego przez innych eksperymentatorów alkoholu, wprowadza skalę. Skala t opierała się na dwóch punktach stałych: t_f 1= O⁰F- temperatury mieszaniny śniegu z salmiakiem i t f₂=100⁰F- temperatury normalnej ciała ludzkiego. Jednostką temperatury w skali Fahrenheita jest stopień Fahrenheita: o F. Obecnie definiuje się skalę Fahrenheita przez przyporządkowanie temperaturze 00C wartości 320F i temperaturze 1000C wartość 2120F.

W 1730 roku Réaumur w swoim termometrze alkoholowym wprowadza dwa punkty stałe, topniejącego lodu /0o/ i wrzącej wody /80o/ (oba te punkty stałe określone są pod ciśnieniem 101 325 N/m²= 1 atm). Jednostką temperatury w tej skali jest stopień Réaumura: ^oR.

Szwed Celsjusz /1742 r./ w swoim termometrze wprowadza rtęć, a odstęp między tymi samymi stałymi punktami topniejącego lodu i wrzącej wody dzieli na 100 części. Początkowo skala była oznaczona odwrotnie, tzn. wrzenie wody odpowiadało ⁰o, a topnieniu lodu 100^o, jednak z czasem podziałka została odwrócona i tak powstała najbardziej dziś rozpowszechniona skala Celsjusza. Jednostką temperatury w tej skali jest stopień Celsjusza: ⁰C.

Oprócz tego istnieje jeszcze skala temperatur Rankine'a. Jest to skala temperatury bezwzględnej, która powstała ze skali Fahrenheita przez przesunięcie punktu zerowego do temperatury zera bezwzględnego. Jednostką temperatury w tej skali jest stopień Rankine'a: ⁰Rank. Skalę tę traktuje się jako skalę termodynamiczną, w której temperatura termodynamicznego punktu potrójnego wody przyporządkowano wartości 491,688⁰ Rank.

Tabela przedstawia zależności między wartościami liczbowymi przyporządkowanymi tej samej temperaturze /temu samemu stanowi/ wyrażonej w różnych jednostkach temperatury /w różnych skalach/.
 

Jednostka temperatury	Stopień Réaumura	Kelwin K	Stopień Celsjusza 0C	Stopień Rankine΄a 0Rank	Stopień Fahrenheita 0F
0R	tR	0,8T-218,52	0,8t	4/9 TRank-218,52	4/9tF-14,222
0K	1,25 tR+273,15	T	t+273,15	5/9TRank	5/9tF+255,372
0C	1,25 tR	T-273,15	t	5/9TRank-273,15	5/9tF-17,78
0Rank	2,25 tR+491,67	1,8T	1,8t+491,67	TRank	tF+459,67
0F	2,25 tR+32	1,8T-459,67	1,8t+32	TRank-459,67	tF

Opracowanie: Bożena Nycz - nauczyciel fizyki

Zgłoś błąd    Wyświetleń: 1067