Svi znaju da se temperatura mjeri u stupnjevima Celzijusa. Ljudi koji su upoznati s fizikom znaju da je međunarodna jedinica ove veličine kelvin. Povijesni razvoj pojma temperature i odgovarajućih instrumenata za njezino određivanje doveo je do činjenice da danas koristimo druge metričke sustave od naših predaka. U članku se razmatraju pitanja: što je Réaumurov stupanj, kada je korišten i kako je povezan s općeprihvaćenim skalama za mjerenje temperature.
Rene Antoine Réaumur
Prije razmatranja Réaumurove ljestvice za određivanje temperature okolnih tijela, razmotrite osobnost njenog tvorca.
Rene Réaumur rođen je 28. veljače 1683. u francuskom gradu La Rochelle. Od ranog djetinjstva počeo je pokazivati ljubav prema znanstvenim istraživanjima okolnog svijeta. Renea su zanimale fizika, matematika,astronomija, pravo, filozofija, biologija, metalurgija, jezici i mnoge druge discipline.
S 25 godina postaje član Francuske akademije znanosti i odmah počinje povjeravati provedbu ozbiljnih znanstvenih projekata u nacionalnim razmjerima. Kao član Akademije znanosti, Réaumur je objavljivao znanstveni rad svake godine tijekom 50 godina. Mnoga njegova djela o proučavanju insekata, kao i o proučavanju svojstava metala, prevedena su na engleski i njemački jezik. Njegovi suvremenici zvali su ga Plinije iz 18. stoljeća.
Znanstvenik je umro u 74. godini od posljedica pada s konja tijekom jednog od jahanja. Nakon sebe, Réaumur je ostavio znanstvene rukopise koji su zauzimali 138 mapa.
Otvaranje nove temperaturne ljestvice
Početkom 18. stoljeća u svijetu nije postojala općeprihvaćena skala za mjerenje temperature tijela. Godine 1731., kao rezultat termodinamičkih eksperimenata, Rene Reaumur je predložio korištenje temperaturne ljestvice, koja je počela nositi njegovo prezime. Ova ljestvica se koristi više od 100 godina u vodećim zemljama Europe, posebice u Francuskoj, Njemačkoj i Rusiji. Na kraju ju je zamijenila Celzijeva ljestvica, koja se i danas široko koristi.
Zanimljivo je primijetiti da je Réaumur predložio korištenje svoje skale 11 godina prije Celzijusa.
Eksperimenti koji su doveli do izuma Réaumurove ljestvice
Eksperimenti koji su inspirirali znanstvenika da izume novu ljestvicu vrlo su jednostavni. One su sljedeće: Réaumur je sebi za cilj postavio mjerenje prijelazne temperature između stanja agregacije vitalne tekućine za čovjeka – vode, odnosno utvrditi kada počinje kristalizirati stvaranjem leda, a kada počinje kristalizirati. prokuha i pretvori se u paru. U tu svrhu znanstvenik je odlučio koristiti alkoholni termometar, koji je sam dizajnirao.
Reaumurov termometar bio je staklena cijev, visoka oko 1,5 metara, koja se pri dnu širila u posudu promjera oko 10 cm. Cijev je bila napunjena mješavinom etilnog alkohola i vode i zapečaćena na oba kraja. Za radnu tekućinu odabrana je mješavina alkohola jer ova alkoholna tvar ima 4 puta veći koeficijent toplinskog širenja od vode. Posljednja činjenica znači da je razina stupca alkohola vrlo osjetljiva na temperaturne promjene, pa se može koristiti za precizno mjerenje dotične količine.
Postavivši razinu stupca alkohola u termometru na 0 stupnjeva kada se njegova baza spusti u led koji se topi, Réaumur je izmjerio ovu vrijednost stavljanjem uređaja u kipuću vodu. Znanstvenik je primijetio da ako je početna visina stupca alkohola 1000 jedinica, tada je njegova konačna vrijednost 1080 jedinica. Broj 80, kao razliku između tople i hladne razine stupca u termometru, Réaumur je stavio u bazu svoje temperaturne ljestvice.
oktalna ljestvica
Kao što je rečeno, 0 stupnjeva na Réaumurovoj ljestvici (°R) odgovara temperaturi topljenja (taljenja) leda, a 80 °R vrelištu vode. To znači,da je ljestvica koju je predložio francuski znanstvenik osamdeset-decimalna, što je razlikuje od Celzijevih ili Kelvinovih ljestvica koje se temelje na broju 100. Potonja je činjenica, očito, dovela do njezina postupnog pomicanja ovim ljestvicama. Naš brojevni sustav je decimalni, pa je korištenje brojeva poput 10, 100 i tako dalje mnogo prikladnije od srednjih vrijednosti.
Odnos sa Celzijusovim i Kelvinovim skalama
Kao što je već spomenuto, Réaumur temperatura se sada ne koristi gotovo nigdje, međutim, ponekad se koristi tijekom pripreme šećernog sirupa i u proizvodnji karamele. Stoga treba dati formule za pretvaranje Reaumurovih stupnjeva u Celzijuse i Kelvine. Ove formule su sljedeće:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
U prikazanim izrazima R, C, K - stupnjevi Réaumur, Celzijus i Kelvin, redom. Provjera ispravnosti prve formule je prilično jednostavna: u nju zamjenjujemo vrijednost od 80 ° R, pri kojoj voda ključa. Tada dobivamo: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, što točno odgovara točki ključanja ove tekućine u normalnim uvjetima u nama poznatoj skali.
Također, ovdje su inverzne formule za pretvaranje stupnjeva Celzijusa i Kelvina u Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Napominjemo da se nula stupnjeva Réaumura podudara s ovom temperaturom Celzijusa.
Primjer rješavanja problema
Kao što se može vidjeti iz formula prethodnog odlomka, pretvorba između različitih mjernih skalatemperatura je dovoljno laka. Riješimo jednostavan problem: „U proizvodnji karamele korišten je termometar baždaren na Réaumurove stupnjeve, koji je tijekom pripreme slastica pokazivao vrijednost od 123°R. Koliko bi stupnjeva pokazao termometar da je baždaren na Celzijeva ljestvica?"
Koristeći formulu za pretvaranje Réaumurovih stupnjeva u Celzijuse, dobivamo: C=1,25123=153,75 °C. Za potpunost rješenja, također prevodimo ove stupnjeve u Kelvinovu vrijednost, dobivamo: K \u003d 1,25123 + 273, 15=426,9 °K.
