Alle vet at temperaturen måles i grader Celsius. Folk som er kjent med fysikk vet at den internasjonale enheten for denne mengden er kelvin. Den historiske utviklingen av begrepet temperatur og de tilsvarende instrumentene for dets bestemmelse har ført til at vi i dag bruker andre metriske systemer enn våre forfedre. Artikkelen diskuterer spørsmålene: hva er Réaumur-graden, når ble den brukt og hvordan er den relatert til de allment aksepterte skalaene for temperaturmåling.
Rene Antoine Réaumur
Før du vurderer Réaumur-skalaen for å bestemme temperaturen til omkringliggende kropper, bør du vurdere personligheten til dens skaper.
Rene Réaumur ble født 28. februar 1683 i den franske byen La Rochelle. Han begynte å vise kjærlighet til vitenskapelig forskning av omverdenen fra tidlig barndom. Rene var interessert i fysikk, matematikk,astronomi, juss, filosofi, biologi, metallurgi, språk og mange andre disipliner.
I en alder av 25 år blir han medlem av det franske vitenskapsakademiet, og han begynner umiddelbart å betro gjennomføringen av seriøse vitenskapelige prosjekter i nasjonal målestokk. Som medlem av Vitenskapsakademiet publiserte Réaumur et vitenskapelig arbeid hvert år i 50 år. Mange av hans arbeider om studiet av insekter, så vel som om studiet av egenskapene til metaller, ble oversatt til engelsk og tysk. Hans samtidige k alte ham Plinius fra 1700-tallet.
Forskeren døde i en alder av 74 år som følge av et fall fra en hest under en av rideturene. Etter seg selv etterlot Réaumur vitenskapelige manuskripter som opptok 138 mapper.
Åpner en ny temperaturskala
På begynnelsen av 1700-tallet fantes det ingen allment akseptert skala for å måle temperaturen på kropper i verden. I 1731, som et resultat av termodynamiske eksperimenter, foreslo Rene Reaumur bruk av en temperaturskala, som begynte å bære etternavnet hans. Denne skalaen har blitt brukt i mer enn 100 år i de ledende landene i Europa, spesielt i Frankrike, Tyskland og Russland. Den ble til slutt erstattet av Celsius-skalaen, som fortsatt er mye brukt i dag.
Det er interessant å merke seg at Réaumur foreslo å bruke skalaen sin 11 år før Celsius gjorde det.
Eksperimenter som førte til oppfinnelsen av Réaumur-skalaen
Eksperimentene som inspirerte forskeren til å finne opp en ny skala er veldig enkle. De er som følger: Réaumur satte seg som mål å måle overgangstemperaturen mellom aggregeringstilstandene til en livsviktig væske for mennesker - vann, det vil si å bestemme når det begynner å krystallisere med dannelsen av is, og når det begynner å kok opp og blir til damp. For dette formålet bestemte forskeren seg for å bruke et alkoholtermometer, som han designet selv.
Reaumurs termometer var et glassrør, ca. 1,5 meter høyt, som utvidet seg ved bunnen til et kar med en diameter på ca. 10 cm. Røret ble fylt med en blanding av etylalkohol og vann og forseglet i begge ender. Det var alkoholblandingen som ble valgt som arbeidsvæske fordi dette alkoholholdige stoffet har en 4 ganger høyere termisk utvidelseskoeffisient enn vann. Sistnevnte faktum betyr at nivået på alkoholkolonnen er svært følsomt for temperaturendringer, så det kan brukes til å nøyaktig måle den aktuelle mengden.
Reaumur målte denne verdien ved å plassere enheten i kokende vann ved å sette nivået på alkoholkolonnen i termometeret til 0 grader når basen senkes ned i smeltende is. Forskeren la merke til at hvis den opprinnelige høyden på alkoholkolonnen er 1000 enheter, er dens endelige verdi 1080 enheter. Tallet 80, som forskjellen mellom varme og kalde nivåer i en kolonne i et termometer, satte Réaumur i bunnen av temperaturskalaen sin.
oktalskala
Som det ble sagt, tilsvarer 0 grader på Réaumur-skalaen (°R) smeltetemperaturen (smelte) for is, og 80 °R til kokepunktet for vann. Det betyr,at skalaen foreslått av den franske vitenskapsmannen er åtti-desimal, noe som skiller den fra Celsius- eller Kelvin-skalaen, som er basert på tallet 100. Det sistnevnte faktum førte åpenbart til at den gradvis ble forskjøvet med disse skalaene. Tallsystemet vårt er desimal, så å bruke tall som 10, 100 og så videre er mye mer praktisk enn mellomverdier.
Forhold med Celsius- og Kelvin-skalaer
Som nevnt ovenfor brukes ikke Réaumur-temperatur nesten noe sted nå, men det brukes noen ganger under tilberedning av sukkersirup og i produksjon av karamell. Derfor bør formlene for å konvertere Reaumur-grader til Celsius og Kelvin gis. Disse formlene er som følger:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
I de presenterte uttrykkene R, C, K - henholdsvis grader Réaumur, Celsius og Kelvin. Å kontrollere riktigheten av den første formelen er ganske enkel: vi bytter inn verdien på 80 ° R, hvor vann koker. Da får vi: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, som nøyaktig tilsvarer kokepunktet til denne væsken under normale forhold i skalaen som er kjent for oss.
Her er også de inverse formlene for å konvertere grader Celsius og Kelvin til Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Merk at null grader Réaumur faller sammen med denne celsius-temperaturen.
Eksempel på problemløsning
Som det fremgår av formlene i forrige avsnitt, er konverteringen mellom ulike måleskalaertemperaturen er lett nok. La oss løse et enkelt problem: "Ved fremstilling av karamell ble det brukt et termometer kalibrert til Réaumur-grader, som under tilberedningen av søtsaker viste en verdi på 123 ° R. Hvor mange grader ville termometeret vise hvis det ble kalibrert til Celsius-skalaen?"
Ved å bruke formelen for å konvertere Réaumur-grader til Celsius får vi: C=1,25123=153,75 °C. For fullstendigheten av løsningen oversetter vi også disse gradene til en Kelvin-verdi, vi får: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
