Градус Реомюра: історія появи, зв\'язок зі шкалою Цельсія і Кельвіна

Опубликованно 14.09.2018 05:03

Кожній людині відомо, що температура вимірюється в градусах Цельсія. Люди ж, які знайомі з фізикою, знають, що міжнародна одиниця виміру цієї величини - кельвін. Історичний розвиток поняття температури і відповідних приладів для її визначення призвело до того, що в даний час ми користуємося іншими метричними системами, ніж наші предки. У статті розглядаються питання: що являє собою градус Реомюра, коли його використовували і як він пов\'язаний з загальноприйнятими шкалами для вимірювання температури. Рене Антуан Реомюр

Перед тим як розглянути шкали Реомюра для визначення температури оточуючих тіл, розглянемо особистість її творця.

Рене Реомюр народився 28 лютого 1683 року у французькому місті Ла-Рошель. Любов до наукових досліджень навколишнього світу він почав проявляти з раннього дитинства. Рене цікавився фізикою, математикою, астрономією, правом, філософією, біологією, металургією, мовами і багатьма іншими дисциплінами.

У віці 25 років він стає членом Французької Академії Наук, і йому відразу ж починають доручати виконання серйозних наукових проектів національного масштабу. Будучи членом академії наук, кожен рік протягом 50 років Реомюр публікував наукову роботу. Багато його праці з вивчення комах, а також з дослідження властивостей металів були перекладені на англійську і німецьку мови. Сучасники називали його Плінієм XVIII століття.

Загинув учений у віці 74 років в результаті падіння з коня під час однієї з кінних прогулянок. Після себе Реомюр залишив наукові рукописи, які займали 138 папок. Відкриття нової температурної шкали

На початку XVIII століття у світі не існувало загальноприйнятої шкали для вимірювання температури тел. У 1731 році в результаті термодинамічних експериментів Рене Реомюр запропонував температурну шкалу, яка стала носити його прізвище. Ця шкала застосовувалася понад 100 років у провідних країнах Європи, зокрема у Франції, в Німеччині та в Росії. Зрештою, вона була витіснена шкалою Цельсія, яка широко використовується до теперішнього часу.

Цікаво відзначити, що Реомюр запропонував використовувати свою шкалу за 11 років до того, як це зробив Цельсій. Досліди, які призвели до винаходу шкали Реомюра

Досліди, які спонукали вченого до винаходу нової шкали, є досить простими. Полягають вони в наступному: Реомюр поставив перед собою мету виміряти температуру переходу між агрегатними станами життєво важливою для людини рідини - води, тобто визначити, коли вона починає кристалізуватися з утворенням льоду, а коли починає кипіти і переходить у пар. Для цієї мети вчений вирішив використовувати спиртовий термометр, який він сконструював самостійно.

Термометр Реомюра представляв собою скляну трубку, висотою близько 1,5 метра, який на підставі розширювався в посудину діаметром близько 10 див. Трубка була заповнена сумішшю етилового спирту і води і запаяна з обох кінців. В якості робочої рідини була обрана саме спиртова суміш тому, що ця алкогольна субстанція має в 4 рази більший коефіцієнт теплового розширення, ніж вода. Останній факт означає, що рівень спиртового стовпа є дуже чутливим до температурних змін, тому його можна застосовувати для точного вимірювання даної величини.

Поклавши за 0 градусів рівень спиртового стовпа в термометрі, коли його основу опущено в танучий лід, Реомюр виміряв це значення, помістивши прилад в киплячу воду. Вчений зауважив, що якщо початкова висота стовпа спирту дорівнює 1000 одиниць, то його кінцеве значення становить 1080 одиниць. Число 80, як різницю між гарячим і холодним рівнями стовпа в термометрі, Реомюр поклав в основу своєї температурної шкали. Восьмидесятеричная шкала

Як було сказано, 0 градусів за шкалою Реомюра (°R) відповідають температурі плавлення (танення) льоду, а 80 °R - кипіння води. Це означає, що запропонована французьким ученим шкала є восьмидесятеричной, що відрізняє її від шкали Цельсія або Кельвіна, які ґрунтуються на цифрі 100. Останній факт, очевидно, зумовив поступове витіснення її цими шкалами. Наша система числення є десятеричной, тому користуватися цифрами близько 10, 100 і так далі набагато зручніше, ніж проміжними значеннями. Зв\'язок зі шкалами Цельсія і Кельвіна

Як було сказано вище, температура по Реомюру зараз не використовується майже ніде, проте, під час варіння цукрового сиропу і при виробництві карамелі її іноді застосовують. Тому слід навести формули перекладу градусів Реомюра у Цельсія і Кельвіна. Ці формули мають такий вигляд: C = 1,25*R; K = 1,25*R + 273,15.

У поданих реченнях R, C, K - градуси Реомюра, Цельсія і Кельвіна, відповідно. Перевірити правильність першої формули досить просто: підставимо в неї значення 80 °R, при яких кипить вода. Тоді отримаємо: C = 1,25*80 = 100 °C, що точно відповідає температурі кипіння рідини при нормальних умовах у звичній для нас шкалою.

Також наведемо зворотні формули для перекладу градусів Цельсія і Кельвіна в Реомюра: R = 0,8*C; R = 0,8*K - 218,52.

Зазначимо, що нуль градусів за шкалою Реомюра збігається з цим значенням температури за Цельсієм. Приклад розв\'язання задачі

Як видно з формул попереднього пункту, переклад між різними шкалами вимірювання температури виконувати досить просто. Вирішимо просту задачу: "При виготовленні карамелі був використаний термометр, відкалібрований на градуси Реомюра, який в процесі приготування солодощі показав значення 123 °R. Скільки градусів б показав термометр, якщо б його відкалібрувати на шкалу Цельсія?"

Скористаємося формулою перекладу градусів Реомюра у Цельсія, отримаємо: C = 1,25*123 = 153,75 °C. Для повноти рішення переведемо також ці градуси значення K, отримаємо: K = 1,25*123 + 273,15 = 426,9 °К. Автор: Валерій Савельєв 9 Вересня, 2018

Категория: Новости