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Artikel über Temperatur und Temperatur Scales
 

Die Temperatur eines Stoffes ist der Grad der Schärfe oder Kälte der Substanz. Eine heiße Substanz soll eine hohe Temperatur aufweisen, während ein kalter Substanz soll eine niedrige Temperatur aufweisen. Daher ist die Temperatur eines Stoffes eine Angabe der mittleren kinetischen Energie der Moleküle der Substanz. Wärme immer von einem Körper fließen bei höherer Temperatur mit dem Körper bei niedrigerer Temperatur. So können wir auch sagen, dass die Temperatur eines Körpers die Eigenschaft, die den Wärmefluss regelt ist.

Es kann leicht wie folgt nachgewiesen werden: Wenn zwei Objekte aus dem gleichen Material zusammengefügt sind, kühlt sich das Objekt mit höherer Temperatur, während der Kühler Aufgabe wird wärmer, bis ein Punkt erreicht ist, nach dem keine Änderungen mehr auftreten.

 
thermischen Gleichgewicht
 

Wärmeenergie strömt von einem Körper bei höherer Temperatur zu einem anderen Körper bei niedrigerer Temperatur. Mit anderen Worten fließt Wärme von einem heißeren zum kälteren Körper. Die Wärmeenergie bleibt fließt aus dem wärmeren zum Kühler Körper, bis die Temperatur der beiden Einrichtungen gleich werden. In diesem Stadium werden die beiden Körper die im thermischen Gleichgewicht befinden. Wenn zwei Körper die gleiche Temperatur zu erzielen, sollen sie im thermischen Gleichgewicht miteinander sind, weil dann keine Wärme fließt von einem Körper zum anderen. Die Temperatur erreichte damit als Gleichgewichtstemperatur genannt.

Deshalb können wir jetzt sagen, dass Temperatur, dass Menge, die gleiche ist sowohl für das System, wenn sie im thermischen Gleichgewicht sind, ist.

 
Nullte Hauptsatz der Thermodynamik
 

Nullte Gesetz der Thermodynamik "Wenn zwei Systemen getrennt sind im thermischen Gleichgewicht mit einer dritten, dann müssen sie auch im thermischen Gleichgewicht miteinander sind, und sie haben alle die gleiche Temperatur unabhängig von der Art des Systems sind."

Dieses Gesetz kann wie folgt neu gefasst:

Bei drei oder mehr als drei Systeme, die gemeinsam in thermischem Kontakt stehen und im thermischen Gleichgewicht als auch entnommen werden, dann wird jedes der beiden System zusammen im Gleichgewicht miteinander genommen.

 
TEMPERATURSKALA
 

Einer der ersten Versuche, eine Standard-Temperatur-Skala in sehr Vergangenheit aufgetreten, als Galen in seiner medizinischen Schriften, schlug ein standard "neutral" Temperatur zu gleichen Mengen von kochendem Wasser und Eis zu machen; auf beiden Seiten dieser Temperatur waren vier Hitzegrade und vier Grad Kälte sind. Die frühesten Geräte verwendet werden, um die Temperatur zu messen genannt wurden thermoscopes. Sie bestanden aus einem Glaskolben, der eine lange Röhre, die sich nach unten in einen Behälter mit gefärbtem Wasser, obwohl Galileo in 1610 soll verwendet Wein haben. Ein Teil der Luft in dem Kolben wurde, bevor er in die Flüssigkeit ausgestoßen wird, wodurch die Flüssigkeit in das Rohr ansteigt. Da die verbleibende Luft im Kolben wurde erhitzt oder gekühlt wird, würde das Niveau der Flüssigkeit in dem Rohr variiert, die die Änderung in der Lufttemperatur. Eine gravierte Skala am Rohr erlaubt eine quantitative Maß für die Schwankungen. Die Luft in dem Kolben, um als das thermometrische Medium bezeichnet, das heißt die mittlere dessen Eigenschaft mit der Temperatur verändert.

Im Jahre 1641 wurde die erste abgedichtete Thermometer, flüssige anstatt Luft als thermometrische Medium für Ferdinand II, Großherzog der Toskana entwickelt. Sein Thermometer verwendet eine versiegelte Alkohol-in-Glas-Gerät mit 50 "Grad" Markierungen auf seinem Stamm aber keine "festen Punkt" verwendet wurde, um den Maßstab auf Null gesetzt. Diese wurden als "Geist"-Thermometer bezeichnet.

Robert Hook, Kuratorin der Royal Society, im Jahre 1664 verwendet einen roten Farbstoff in den Alkohol. Seiner Skala, für die jedes Grad repräsentiert eine gleiche Inkrement Volumen entspricht etwa 1/500 Teil des Volumens des Thermometerflüssigkeit, benötigt nur einen Fixpunkt. Er wählte den Gefrierpunkt von Wasser. Durch die Skalierung auf diese Weise zeigte Haken, dass ein Standard-Skala für Thermometer aus einer Vielzahl von Größen hergestellt werden konnte. Hook ursprünglichen Thermometer wurde bekannt als der Standard von Gresham College und wurde von der Royal Society bis 1709 verwendet.

(Die erste verständliche meteorologischen Aufzeichnungen verwendet diese Skala). In 1702, der Astronom Ole Roemer von Kopenhagen seiner Skala auf zwei festen Punkten: Schnee (oder gemahlenes Eis) und dem Siedepunkt von Wasser, und er nahm die Tagestemperaturen in Kopenhagen von 1708 bis 1709 mit diesem Thermometer.

Es war im Jahre 1724, dass Gabriel Fahrenheit, ein Instrument Hersteller von Däanzig und Amsterdam, Quecksilber verwendet als thermometrische Flüssigkeit. Mercurys Wärmeausdehnung ist groß und relativ gleichmäßige, ist es nicht mit dem Glas verkleben, und es bleibt eine Flüssigkeit über einen weiten Temperaturbereich. Seine silbrig glänzender macht es leicht zu lesen.

Fahrenheit beschrieb, wie er das Ausmaß seiner Quecksilber-Thermometer kalibriert:

"Aufstellen des Thermometers in einem Gemisch aus Ammoniak Salz oder Meersalz, Eis und Wasser ein Punkt auf der Skala gefunden, die als Null bezeichnet werden soll. Ein zweiter Punkt erhalten wird, wenn die gleiche Mischung ohne Salz verwendet wird. Bezeichnen diese Position als 30. Ein dritter Punkt, als 96 bezeichnet, wird erreicht, wenn das Thermometer in den Mund genommen wird, um die Wärme von einem gesunden Mann zu erwerben. "

Auf dieser Skala gemessen Fahrenheit den Siedepunkt von Wasser zu 212 sein. Später er angepaßt den Gefrierpunkt von Wasser auf 32, so daß das Intervall zwischen den Siede-und Gefrierpunkte von Wasser durch das weitere rationale Zahl 180 dargestellt werden kann.

Die Temperaturen auf dieser Skala gemessen werden als Grad Fahrenheit (° F) bezeichnet. Im Jahre 1745 beschrieb Carolus Linnaeus der Upsula, Schweden, eine Skala, in dem der Gefrierpunkt des Wassers war gleich Null, und der Siedepunkt 100, so dass es eine Celsius (hundert Schritte) Skala jeder Schritt als "Grad" wurde. Anders Celsius (1701-1744) verwendet die umgekehrte Skala in dem 100 den Gefrierpunkt dargestellt und Nullen der Siedepunkt von Wasser, noch natürlich mit 100 Grad zwischen den zwei festen Punkten.

Im Jahr 1948 Einsatz des Celsius-Skala wurde zugunsten eines neuen Maßstab unter Verwendung von Grad Celsius gesunken (° C). Die Celsius-Skala wird durch die folgenden zwei Elemente, die unten in diesem Aufsatz erörtert wird definiert:

(I) Der Tripelpunkt von Wasser definiert ist, um 0,01 ° C liegen

(Ii) Ein Grad Celsius entspricht der gleichen Temperaturänderung wie ein Grad auf der idealen Gas-Skala.

Auf die Celsius-Skala der Siedepunkt von Wasser bei Normaldruck ist 99,975 C im Gegensatz zu den 100 Grad Celsius durch die Skala definiert.

Um von Celsius in Fahrenheit konvertieren: multiplizieren mit 1,8 und fügen 32. ° F = 1,8 ° C + 32 ° K = ° C + 273.

Im Jahr 1780 zeigte JAC Charles, ein Französisch Arzt, dass für die gleiche Erhöhung der Temperatur alle Gase die gleiche Erhöhung des Volumens ausgestellt. Da der Ausdehnungskoeffizient von Gasen ist nahezu die gleiche, ist es möglich, eine Temperaturskala auf einer einzigen festen Punkt und nicht die zwei Festpunkt-Skalen, wie der Fahrenheit und Celsius Skalen basiert. Das bringt uns zurück zu einem Thermometer, das ein Gas verwendet als thermometrische Medium.

In einem konstanten Volumen Gasthermometer eine große Glühlampe B von Gas, Wasserstoff beispielsweise unter einem eingestellten Druck verbindet mit einem Quecksilber-gefüllte "Manometer" mittels einer Röhre von sehr kleinem Volumen. (Die Lampe B ist die Temperatur-Sensing-Teil und sollte fast alle der Wasserstoff enthalten). Anheben oder Absenken der Quecksilberreservoir R kann das Niveau des Quecksilbers bei C einzustellen Der Druck des Wasserstoffgases, welches die "x"-Variable in der linearen Beziehung mit der Temperatur ist, ist die Differenz zwischen den Ebenen D und C plus dem Druck oberhalb DP

Chappuis 1887 führten umfangreiche Untersuchungen Gasthermometer mit konstantem Druck oder mit konstantem Volumen mit Wasserstoff, Stickstoff und Kohlendioxid als das thermometrische Medium. Basierend auf seinen Ergebnissen misst das Comité International des Poids et nahm den konstantem Volumen Wasserstoff Skala auf Fixpunkte auf dem Eis Punkt (0 ° C) und der Dampf Punkt (100 ° C) als praktischen Maßstab für internationale Meteorologie basiert. Experimente mit Gasthermometer haben gezeigt, dass es sehr wenig Unterschied in der Temperaturskala für verschiedene Gase. Somit ist es möglich, eine Temperaturskala das unabhängig von dem thermometrischen Medium ist, wenn es ein Gas bei niedrigem Druck ist. In diesem Fall verhalten sich alle Gase wie ein "ideales Gas" und haben eine sehr einfache Beziehung zwischen ihren Druck, Volumen und Temperatur: pV = (konstant) T.

Diese Temperatur wird die thermodynamische Temperatur genannt und wird heute als grundlegende Maßnahme der Temperatur angenommen. Beachte, dass es ein natürlich definierten Null auf dieser Skala - das ist der Punkt, an dem der Druck eines idealen Gases Null ist, wodurch die Temperatur ebenfalls null. Mit diesem als ein Punkt auf der Skala, braucht nur eine andere Fixpunkt definiert sein.

Im Jahr 1933 hat das Internationale Komitee für Maß und Gewicht dieses Fixpunkt als Tripelpunkt von Wasser, die Temperatur, bei der Wasser, Eis und Wasserdampf im Gleichgewicht koexistieren), dessen Wert als 273,16 gesetzt. Die Einheit der Temperatur auf dieser Skala wird als Kelvin, nach Lord Kelvin (William Thompson), 1824-1907, und sein Symbol ist K (keine Grad-Symbol verwendet wird).

Um von Celsius in Kelvin zu konvertieren, fügen 273. K = 273 ° C +.

Thermodynamische Temperatur ist die fundamentale Temperatur; deren Einheit das Kelvin, der als Fraktion der 1/273.16 thermodynamische Temperatur des Tripelpunktes des Wassers definiert ist.

Im Jahr 1871 Sir William Siemens, schlug ein Thermometer, dessen thermometrische Medium ist ein metallischer Leiter, deren Widerstand mit der Temperatur ändert. Das Element Platin nicht bei hohen Temperaturen oxidieren und eine relativ gleichmäßige Änderung des Widerstandes mit der Temperatur über einen großen Bereich. Die Platinum Resistance Thermometer wird heute weithin als eines thermoelektrischen Thermometer verwendet und deckt den Temperaturbereich von etwa -260 ° C bis 1235 ° C.

 
Beziehung zwischen verschiedenen TEMPERATURSKALA
 

Manchmal ist es erforderlich, zu ändern oder zu wandeln den Wert der Temperatur von einem auf einen anderen Temperaturskala Temperaturskala, dafür gibt es eine Forderung der Beziehung zwischen verschiedenen Temperaturskalen. Die Beziehung zwischen den verschiedenen Temperaturskalen ist:

C-0/100 = F-32/180 = K-273/100 = Re-0/80 = Ra-491.67/180

Wo, C, F, K, Re, Ra ist Bezeichnen der anderen Temperatur Skalen. 0, 32, 273, 0, 491,67 wird Bezeichnen der unteren festen Punkten unterschiedlicher Temperaturskalen & 100, 180, 100, 80, 180 wird zur Angabe der Nr. der Divisionen in unterschiedlichen Temperaturbereichen Skalen.

 
Internationale Temperaturskala
 
Der erste international anerkannte Temperaturskala war die internationale Temperaturskala von 1927 ITS-27. Sein Zweck bestand darin, Verfahren, nach dem angegebenen, hochwertige dennoch praktische Thermometrie so kalibriert, dass die Werte der Temperatur daraus hergestellter wäre präzise und einheitliche Instrument zu Instrument und der Sensor-zu-Sensor könnte zu definieren, während gleichzeitig Annähern an die entsprechendethermodynamischen Werten innerhalb der Grenzen des verfügbaren Technologie. Dieses Ziel bleibt intakt. 

ITS-27 von knapp unterhalb der Siedetemperatur des Sauerstoffs, -200 ° C erstreckt, um über den Gefrierpunkt von Gold, 1065 ° C.Interpolationsformeln wurden Platinwiderstandsthermometer bei 0 ° C kalibriert spezifiziert & bei den Siedepunkten von Sauerstoff, Wasser und Schwefeldioxid (445 ° C). Oberhalb 660 ° C wurde das Pt-Rh vs 10% Pt Thermoelement zur Messung angegeben.Oberhalb der optischen Goldpunkt Pyrometrie eingesetzt wurde, und die Werte der festen Punkte wurden auf die besten verfügbaren Gasthermometrie Daten der Tag. 

ITS-27 war etwas im Jahr 1948 überarbeitet, und dann mehr wesentlich in1968-mit der Annahme der internationalen praktische Temperaturskala IPTS-68. 1975 sah Neuausrichtung mit thermodynamischen Temperatur durch einige numerische Veränderungen, und 1976 erlebte die Einführung des vorläufigen 0,5 maßstabsgetreu EPT-76 30Ktemperature. Der aktuelle Maßstab, ITS-90, wurde durch das Internationale Komitee für Maß und Gewicht in seiner Sitzung im Jahr 1989, in th Übereinstimmung mit der Anforderung in der Resolution 7 der 18 Generalkonferenz für Maße und Gewichte von 1987 verkörperte angenommen. Diese Skala ersetzt die Internationale Praktische Temperaturskala von 1968 (geändert Ausgabe von 1975) und der 1976 Vorläufige 0,5 K bis 30 K Temperaturskala
 
 

 

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