Температура. наукове визначення

Температура є об’єктивним виміром того, наскільки гарячий або холодний об’єкт. Його можна виміряти за допомогою термометра або калориметр. Це засіб визначення внутрішньої енергії, що міститься в системі.

Люди миттєво сприймають кількість тепла і холоду в певних межах, зрозуміло, що температура є об’єктивною ознакою реальності. Дійсно, температура – це концепція, що є визначальною в широкому спектрі наукових дисциплін. Згадайте, у багатьох з нас, наше перше взаємодія з термометром відбувається в контексті медицини, коли лікар (або батько) використовує його для визначення нашої температури, як частина діагностики нашої хвороби.

Тепло і температура

Зверніть увагу, температура відрізняється від тепла, хоча ці обидві концепції і пов’язані. Температура є мірою внутрішньої енергії системи, а тепло є мірою того, як енергія передається від однієї системи (або тіла) до іншої. Це приблизно описується кінетичною теорією, принаймні для газів і рідин. Чим більше тепло, що поглинається матеріалом, тим швидше рухаються атоми в матеріалі і, отже, тим більше підвищення температури. Зрозуміло, для твердих речовин все складніше, але це основна ідея.

Температурні шкали

Існує кілька температурних шкал. В Америці найбільш часто використовується температура Фаренгейта, при цьому в більшості інших країн світу використовується одиниця СІ, градус Цельсія. Шкала Кельвіна часто використовується у фізиці і визначається таким чином, що 0 градусів Кельвіна є абсолютним нулем, теоретично, найхолоднішою температурою, в якій вес кінетичний рух припиняється.

Вимірювання температури

Традиційний термометр відображає температуру, за допомогою рідини в вимірювальному стовпчику, яка розширюється, коли вона нагрівається і стискається, коли вона охолоджується. У міру зміни температури рівень міститься всередині трубки рідини «переміщується» по шкалі на термометрі.

Як і у випадку з великою частиною сучасної науки, ми можемо озирнутися назад до предків за витоками уявлень про те, як вимірювали температуру в давнину. Зокрема, в першому столітті до нашої ери філософ Герон Олександрійський писав у своїй знаменитій праці «Пневматика» про зв’язок між температурою і розширенням повітря. Ця книга була опублікована в Європі в 1575 році, надихаючи на створення найперших термометрів протягом наступного століття.

Галілей був одним з перших учених, який дійсно використовував такий пристрій, хоча неясно, чи збудував він його сам або запозичив цю ідею у кого-то еще. Він використовував пристрій, який називається термоскопом, для вимірювання кількості тепла і холоду, принаймні, вже в 1603 році.

Протягом 1600-х років різні вчені намагалися створити термометри, які вимірювали б температуру шляхом зміни тиску всередині міститься вимірювального пристрою. Роберт Фладд побудував в 1638 році термоскоп, який мав шкалу температур, вбудовану в фізичну структуру пристрою, в результаті чого з’явився перший термометр.

Без будь-якої централізованої системи вимірювання кожен з цих вчених розробив свої власні вимірювальні шкали, і жоден з них не виявився прийнятним доти, поки Даніель Габріель Фаренгейт не збудував термометр на початку 1700-х років. У 1709 році він побудував термометр зі спиртом, але насправді його ртутний термометр 1714 року стало золотим стандартом вимірювання температури.