Vsi vedo, da se temperatura meri v stopinjah Celzija. Ljudje, ki poznajo fiziko, vedo, da je mednarodna enota te količine kelvin. Zgodovinski razvoj pojma temperature in ustreznih instrumentov za njeno določanje je pripeljal do dejstva, da trenutno uporabljamo druge metrične sisteme kot naši predniki. Članek obravnava vprašanja: kaj je Réaumurjeva stopnja, kdaj je bila uporabljena in kako je povezana s splošno sprejetimi lestvicami za merjenje temperature.
Rene Antoine Réaumur
Preden razmislite o Réaumurjevi lestvici za določanje temperature okoliških teles, upoštevajte osebnost njenega ustvarjalca.
Rene Réaumur se je rodil 28. februarja 1683 v francoskem mestu La Rochelle. Že od zgodnjega otroštva je začel kazati ljubezen do znanstvenih raziskav okoliškega sveta. Reneja so zanimale fizika, matematika,astronomija, pravo, filozofija, biologija, metalurgija, jeziki in številne druge discipline.
Pri 25 letih postane član Francoske akademije znanosti in takoj začne zaupati izvedbo resnih znanstvenih projektov v nacionalnem merilu. Kot član Akademije znanosti je Réaumur 50 let vsako leto objavil znanstveno delo. Veliko njegovih del o preučevanju žuželk, pa tudi o preučevanju lastnosti kovin, je bilo prevedenih v angleščino in nemščino. Njegovi sodobniki so ga imenovali Plinij iz 18. stoletja.
Znanstvenik je umrl v starosti 74 let zaradi padca s konja med enim od jahanja. Za seboj je Réaumur zapustil znanstvene rokopise, ki so zasedli 138 map.
Odpiranje nove temperaturne lestvice
Na začetku 18. stoletja na svetu ni bilo splošno sprejete lestvice za merjenje temperature teles. Leta 1731 je Rene Reaumur kot rezultat termodinamičnih poskusov predlagal uporabo temperaturne lestvice, ki je začela nositi njegov priimek. Ta lestvica se že več kot 100 let uporablja v vodilnih državah Evrope, zlasti v Franciji, Nemčiji in Rusiji. Sčasoma jo je nadomestila Celzijeva lestvica, ki se še danes pogosto uporablja.
Zanimivo je, da je Réaumur predlagal uporabo svoje lestvice 11 let pred Celzijem.
Poskusi, ki so privedli do izuma Réaumurjeve lestvice
Poskusi, ki so znanstvenika navdihnili, da je izumil novo lestvico, so zelo preprosti. Ti so naslednji: Réaumur si je za cilj zastavil merjenje temperature prehoda med stanji agregacije vitalne tekočine za človeka – vode, torej določiti, kdaj začne kristalizirati z nastankom ledu in kdaj se začne. zavre in se spremeni v paro. V ta namen se je znanstvenik odločil uporabiti alkoholni termometer, ki ga je sam zasnoval.
Reaumurjev termometer je bila steklena cev, visoka približno 1,5 metra, ki se je na dnu razširila v posodo s premerom približno 10 cm. Cev je bila napolnjena z mešanico etilnega alkohola in vode ter zaprta na obeh koncih. Za delovno tekočino je bila izbrana mešanica alkohola, ker ima ta alkoholna snov 4-krat večji koeficient toplotnega raztezanja kot voda. Zadnje dejstvo pomeni, da je nivo alkoholnega stolpca zelo občutljiv na temperaturne spremembe, zato ga je mogoče uporabiti za natančno merjenje zadevne količine.
Nastavil je nivo alkoholnega stolpca v termometru na 0 stopinj, ko je njegova osnova spuščena v taleči se led, je Réaumur izmeril to vrednost tako, da je napravo postavil v vrelo vodo. Znanstvenik je opazil, da če je začetna višina stolpca alkohola 1000 enot, potem je njegova končna vrednost 1080 enot. Réaumur je številko 80 kot razliko med vročo in hladno ravnjo stolpca v termometru postavil na osnovo svoje temperaturne lestvice.
oktalna lestvica
Kot rečeno, 0 stopinj na Réaumurjevi lestvici (°R) ustreza temperaturi taljenja (taljenja) ledu, 80 °R pa vrelišču vode. To pomeni,da je lestvica, ki jo je predlagal francoski znanstvenik, osemdeset decimalna, kar jo loči od Celzijeve ali Kelvinove lestvice, ki temeljita na številki 100. Slednje dejstvo je očitno vodilo do njenega postopnega premika teh lestvic. Naš številski sistem je decimalni, zato je uporaba številk, kot so 10, 100 in tako naprej, veliko bolj priročna kot vmesne vrednosti.
Razmerje s stopinjami Celzija in Kelvina
Kot že omenjeno, Réaumur temperature se zdaj ne uporablja skoraj nikjer, včasih pa se uporablja pri pripravi sladkornega sirupa in pri izdelavi karamele. Zato je treba podati formule za pretvorbo Reaumurjevih stopinj v Celzije in Kelvine. Te formule so naslednje:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
V predstavljenih izrazih R, C, K - stopinje Réaumur, Celzija in Kelvina. Preverjanje pravilnosti prve formule je precej preprosto: vanjo nadomestimo vrednost 80 ° R, pri kateri voda zavre. Nato dobimo: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, kar natančno ustreza vrelišču te tekočine v normalnih pogojih v nam znani lestvici.
Tu so tudi inverzne formule za pretvorbo stopinj Celzija in Kelvina v Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Upoštevajte, da nič stopinj Réaumurja sovpada s to temperaturo Celzija.
Primer reševanja problemov
Kot je razvidno iz formul prejšnjega odstavka, pretvorba med različnimi merilnimi lestvicamitemperatura je dovolj enostavna. Rešimo preprosto težavo: »Pri izdelavi karamele smo uporabili termometer, kalibriran na stopinje Réaumur, ki je med pripravo sladkarij kazal vrednost 123 °R. Koliko stopinj bi pokazal termometer, če bi ga umerili na Celzijeva lestvica?"
Z uporabo formule za pretvorbo Réaumurjevih stopinj v Celzije dobimo: C=1,25123=153,75 °C. Za popolnost rešitve prevedemo tudi te stopinje v vrednost Kelvina, dobimo: K=1,25123 + 273, 15=426,9 °K.
