Termometro ir lordo Kelvino istorija

1848 m. Lordas Kelvinas išrado Kelvino skalę termometrai. Kelvino skalė matuoja aukščiausius karšto ir šalčio kraštutinumus. Kelvinas išplėtojo absoliučios temperatūros idėją, vadinamą „Antrasis termodinamikos dėsnis“, ir sukūrė dinaminę šilumos teoriją.

Viduje 19-tas amžius, mokslininkai tyrė, kokia yra žemiausia įmanoma temperatūra. Kelvino skalėje naudojami tie patys vienetai kaip ir Celcius skalėje, tačiau ji prasideda nuo ABSOLIUTUS NULIS, temperatūra kuriame viskas, įskaitant orą, užšąla. Absoliutus nulis yra O K, tai yra - 273 ° C laipsnių Celsijaus.

Lordas Kelvinas - biografija

Seras Williamas Thomsonas, baronas Kelvinas iš Largso, lordas Kelvinas iš Škotijos (1824 - 1907) studijavo Kembridže University, buvo čempionas irkluotojas, o vėliau tapo Natūraliosios filosofijos profesoriumi Glazgas. Tarp kitų jo laimėjimų buvo 1852 m. Atradimas „Džoule'o-Thomsono efektas“ ir jo darbas ties pirmuoju transatlantiniu telegrafo kabelį (už kurį jis buvo riteriuotas), o jo sugalvotas veidrodinis galvanometras, naudojamas signalizuojant kabelį, sifono registratorius, mechaninis potvynio prognozatorius, patobulintas laivo kompasas.

instagram viewer

Ištraukos iš: Filosofinis žurnalas 1848 m. Spalio mėn. „Cambridge University Press“, 1882 m

... Dabar mano siūloma skalės savybė yra ta, kad visi laipsniai turi vienodą reikšmę; tai yra, kad šilumos vienetas, nusileidžiantis nuo kūno A šios skalės temperatūroje T °, ​​iki kūno B, esant temperatūrai (T-1) °, duotų tą patį mechaninį poveikį, kad ir koks būtų skaičius T. Tai gali būti teisingai vadinama absoliučiąja skale, nes jos savybės visiškai nepriklauso nuo konkrečios medžiagos fizinių savybių.

Norint palyginti šią skalę su oro termometro skale, turi būti žinomos oro termometro laipsnių vertės (pagal aukščiau nurodytą įvertinimo principą). Dabar frazė, kurią Carnot gavo iš savo idealaus garo variklio, leidžia mums tai apskaičiuoti vertės, kai eksperimentiškai eksperimentuojama latentine tam tikro tūrio šiluma ir sočiųjų garų slėgiu bet kurioje temperatūroje Atkaklus. Šių elementų nustatymas yra pagrindinis jau minėto „Regnault“ didžiojo darbo objektas, tačiau šiuo metu jo tyrimai nėra išsamūs. Pirmojoje dalyje, kuri tik dar nebuvo paskelbta, latentinis tam tikro svorio šildymas ir prisotintų garų slėgis esant bet kokiai temperatūrai nuo 0 ° iki 230 ° (Cent. oro termometro)); tačiau, norint mums nustatyti latentinę tam tikro tūrio šilumą bet kurioje temperatūroje, reikėtų žinoti ir sočiųjų garų tankį skirtingose ​​temperatūrose. M. „Regnault“ paskelbia ketinanti pradėti šio objekto tyrimus; tačiau kol rezultatai nebus paskelbti, mes neturime galimybės užpildyti duomenų, reikalingų šiai problemai išspręsti, išskyrus įvertinę sočiųjų garų tankį bet kurioje temperatūroje ( atitinkamą spaudimą žino jau paskelbti „Regnault“ tyrimai) pagal apytikslius suspaudžiamumo ir plėtimosi įstatymus (Mariotte ir Gay-Lussac arba Boyle ir Daltonas). Įprasto klimato natūralios temperatūros ribose sočiųjų garų tankis yra faktiškai nustatė Regnault (Études Hydrométriques, Annales de Chimie), kad galėtų juos labai atidžiai patikrinti įstatymai; ir mes turime priežasčių manyti, kad iš Gay-Lussac ir kitų atliktų eksperimentų paaiškėjo, kad aukštoje 100 ° C temperatūroje negali būti didelių nukrypimų; tačiau mūsų apskaičiuotas sočiųjų garų tankis, pagrįstas šiais dėsniais, esant tokiai aukštai temperatūrai, esant 230 °, gali būti labai klaidingas. Taigi visiškai patenkinamą siūlomos skalės apskaičiavimą negalima atlikti, kol nebus gauti papildomi eksperimentiniai duomenys; tačiau turėdami duomenis, kuriuos galime turėti, galime apytiksliai palyginti naują skalę su oro termometro skale, kuri bent jau nuo 0 ° iki 100 ° bus pakankamai gerai.

Atlikite reikiamus skaičiavimus, kad būtų galima palyginti siūlomą skalę su oro termometro skale pastarosios 0 ° ir 230 ° ribas maloniai prisiėmė p. William Steele, neseniai Glazgo koledže, dabar Šv. Petro kolegijoje, Kembridžas. Jo rezultatai lentelių pavidalu buvo pateikti prieš draugiją su schema, kurioje grafiškai parodytas dviejų skalių palyginimas. Pirmoje lentelėje pateikiami mechaninio poveikio dydžiai, atsirandantys dėl šilumos vieneto nusileidimo iš eilės einantis termometro laipsnis. Priimtas šilumos vienetas yra kiekis, reikalingas vandens termometro temperatūrai nuo 0 ° iki 1 ° pakelti; o mechaninio poveikio vienetas yra metras kilogramas; tai yra kilogramas, iškeltas metro aukštyje.

Antroje lentelėje pateiktos temperatūros pagal siūlomą skalę, atitinkančią skirtingus oro termometro laipsnius nuo 0 ° iki 230 °. Neprivalomi taškai, kurie sutampa dviejose skalėse, yra 0 ° ir 100 °.

Jei sudėsime pirmuosius šimtus skaičių, pateiktą pirmoje lentelėje, rasime 135,7 už darbą, atsirandantį dėl šilumos vieneto, nusileidžiančio nuo kūno A, esant 100 ° iki B, esant 0 °. Dabar, pasak daktaro Juodo (jo rezultatą labai šiek tiek pakoregavo „Regnault“), 79 tokie šilumos vienetai ištirpdytų kilogramą ledo. Taigi, jei šiluma, reikalinga norint ištirpinti svarą ledo, dabar bus laikoma vienybe, o jei metro svaras bus laikomas vienetu mechaninis poveikis, darbo kiekis, kurį reikia atlikti nusileidus šilumos vienetui nuo 100 ° iki 0 °, yra 79x135,7 arba 10 700 beveik. Tai yra tas pats kaip 35 100 pėdų svarų, tai yra šiek tiek daugiau nei vieno arklio galios variklio (33 000 pėdų svaro) darbas per minutę; taigi, jei turėtume garų variklį, veikiantį nepriekaištingai naudojant vieną arklį, katilas yra prie temperatūra 100 °, o kondensatorius, palaikomas 0 ° temperatūroje esant nuolatiniam ledo tiekimui, būtų ištirpęs mažesnis nei svaras ledas minutė.