Инструкция
Кельвин, ранее именовавшийся градусом Кельвина, является одной из семи основных единиц измерения, принятых в системе СИ. Он заглавной буквой К. В системе градусов по Кельвину отсчет начинается от точки абсолютного нуля, соответствующей минус 273,15 градусам по Цельсию. Кельвин представляет собой 1/273,15 часть термодинамической температуры тройной точки воды, в настоящее время Международный комитет мер и весов работает над изменением этого определения, которое представляется слишком сложным для восприятия. В скором времени Кельвин будет принято выражать через и постоянную Больцмана.
Чтобы оценить правильность перевода температуры из градусов Фаренгейта Цельсия , ориентируйтесь на следующие типичные показатели:+32 °F - точка таяния льда;+212 °F - воды;+100 °F - температура человеческого тела.На то, что +100 °F согласно формуле соответствует +37,78 ºС не обращайте особого внимания – просто жена Фаренгейта оказалась слишком горячей …
Чтобы не запутаться в расчетах, воспользуйтесь для перевода температуры в градусы Цельсия многочисленными он-лайн сервисами, например: www.convertr.ru или http://2mb.ru/konverter-velichin/temperatura/. Выберите наименование физической величины (температура), укажите заданную единицу измерения и введите числовое значение. Существенным преимуществом он-лайн сервисов является не только удобство и скорость расчета, но и возможность перевести в градусы Цельсия температуру, заданную по экзотическим температурным шкалам. Таким, которые в настоящее время практически не используются: Реомюра, Ранкина, Ньютона, Делиля, Рёмера.
Видео по теме
Температурой называют среднюю кинетическую энергию частиц системы, находящейся в термодинамическом равновесии. Из этого следует, что температура должна измеряться в энергетических единицах, включенных в систему СИ в Джоулях. Но, исторически сложилось, что температуру стали измерять задолго до появления молекулярно-кинетической теории и в практике применяют условные единицы – градусы. В международной системе СИ единицей измерения термодинамической температуры тела является Кельвин (К), являющийся одной из семи основных единиц системы. Однако на практике чаще всего температура измеряется Цельсия.
Инструкция
По шкале Кельвина отсчет температуры ведется от абсолютного нуля – состояние, в котором полностью отсутствуют тепловые , один градус шкалы равен 1/273,15 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды. Тройная воды – это состояние, в котором лед, вода и водяной пар находятся в равновесии. Понятие абсолютной температуры ввел У. Томсон (Кельвин), поэтому данная шкала по его имени.
В составе производных величин СИ для температуры Цельсия. Шкала Цельсия была предложена в 1742 году шведским ученым А. Цельсием и часто применяется на практике. Данная шкала привязана к основным характеристикам воды – температуре таяния льда (0 °С) и температуре кипения (100 °С). Данная шкала удобна потому, что большинство процессов происходит именно в этом диапазоне . Фактически температуры кипения и замерзания воды определены недостаточно точно, поэтому шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина . Абсолютный ноль при этом определен как 0 К, что равняется равно 273,15 °С.
Источники:
- как перевести градусы в кельвины
В мире существует три основных шкалы измерения температуры: шкала , шкала Фаренгейта и шкала Кельвина. Шкалой Кельвина пользуются в основном учёные. В большинстве стран для измерения температуры используют шкалу Цельсия. За ноль в шкале Цельсия принята температура замерзания воды, а за 100 градусов - температура кипения воды. Эту шкалу применяют в медицине, технике, метеорологии, в быту. В Англии, США и некоторых других англоязычных странах используется шкала Фаренгейта.
Инструкция
Один градус Фаренгейта равен 1/180 части разности кипения воды и таяния льда. Для температуру из градусов Фаренгейта в градусы
Цельсия, необходимо из по Фаренгейту вычесть 32 и полученное на 1,8. C=(F-32) / 1,8. С - по Цельсию, F - температура в Фаренгейта. Приведём некоторые соответствия.
1. 0 градусов по Фаренгейту соответствует -17,8 градусов Цельсия,
2. 32 градуса Фаренгейта соответствуют 0 градусов Цельсия,
3. 212 градусов Фаренгейта соответствуют 100 градусам Цельсия,
4. Температура тела здорового составляет 36,6 градусов Цельсия или 98,2 градуса Фаренгейта.
Для того чтобы перевести температуру из градусов Фаренгейта в градусы Кельвина, необходимо прибавить к температуре по фаренгейту 459 и полученное значение разделить на 1,8. К=(F ? 32) / 1,8. К? температура по Кельвину. Следует отметить, что ноль градусов Кельвина температурой абсолютного нуля. Абсолютный ноль по Кельвину - это минимальная температура, которая может существовать. Эта температура соответствует -271,15 градусам Цельсия или -459,67 градусам Фаренгейта.
Видео по теме
Обратите внимание
Температура абсолютного нуля. -459,67°. -273,15°. При переводе из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия из исходной цифры вычитают 32 и умножают на 5/9.
Полезный совет
Абсолютный ноль, температура, при которой термодинамическая система обладает самой низкой энергией, 0 Келвинов (K). По шкале Цельсия температура абсолютного ноля соответствует -273,15°C , по шкале Фаренгейта - -459,67°F. Эта температура является самой низкой, теоретически достижимой системой. Газ при постоянном снижении температуры занимает меньший объем.
Источники:
- Что такое Шкала Фаренгейта.
Для того чтобы перевести единицы температуры из ов Цельсия в Кельвины , снимите данные с термометра и к полученному показателю в градусах Цельсия прибавьте число 273,15.
Вам понадобится
- термометр, измеряющий в широком диапазоне, проградуированный в градусах Цельсия.
Инструкция
Возьмите термометр любой системы и поместите его датчик (это может быть пузырек с жидкостью, баллончик с газом, биметаллическая пластина, термопара и т.д.) в ту точку , где необходимо измерить температуру теплового процесса. Например, для того чтобы измерить температуру воды обычным жидкостным термометром, поместите пузырек термометра, в котором находится подкрашенный или ртуть, непосредственно в воду. То же самое и с газом или твердым телом. Определите текущее значение температуры по показаниям стрелки на шкале, уровню подъема в трубке или считайте цифровые показания на экране электронного термометра.
При измерении температуры нужно обязательно соблюдать безопасности, чтобы не травму. Помещайте датчик в точку, где , очень аккуратно, чтобы не обжечься. То же правило действует при измерении сверхнизких температур. Очень важно следить за целостностью датчика, особенно в ртутных термометрах. Если пузырек с ртутью треснул, измерения нужно немедленно прекратить, а термометр - утилизировать.
Видео по теме
Обратите внимание
Поскольку температура 0 Кельвина достигается в том случае, когда в веществе полностью прекращается тепловое движение (не двигаются не только атомы и молекулы, но и электроны в атомах), данная температура называется абсолютным нулем, ниже которого температура не опускается. Это значит, что если в результате расчетов получилось значение в Кельвинах, которое меньше нуля – измерение или расчет сделаны неверно. Повторно измерьте температуру и переведите ее в Кельвины - результат должен стать положительным.
Измерение величин в ах, минутах и секундах чаще всего используется для обозначения географических или астрономических координат. Как и при измерении времени, каждая угловая минута содержит 60 секунд, а в градус вмещается 60 минут. Эта шестидесятеричная система исчисления сохраняется со времен древнего Вавилона. Но в современных системах стандартизации, включая используемую в России СИ, применяется десятичное исчисление, поэтому достаточно часто требуется перевести минуты и секунды в десятичные доли градуса.
Инструкция
Используйте для практических вычислений, так как для расчета с точностью до тысячных долей нужны уж очень редко встречающиеся математические способности. Например, это может быть стандартный калькулятор ОС Windows. Для его запуска надо щелкнуть кнопку «Пуск» (или нажать клавишу WIN), перейти в меню в раздел «Программы», затем в его подраздел «Стандартные» и выбрать пункт «Калькулятор». Можно это сделать и по-другому - нажать сочетание клавиш WIN + R, набрать команду calc и нажать клавишу Enter.
Введите известное число секунд, щелкая кнопки в интерфейсе калькулятора на экране или используя клавиатуру. Потом щелкните клавишу с косой чертой («слэш») и введите число 3600. Затем нажмите знак равенства, и калькулятор посчитает и покажет вам величину в северной во вселенной . В 1954 году на Х Генеральной конференции по мерам и весам была установлена термодинамическая температурная шкала, единицей которой был выбран Кельвин, приравненный как 1 к 273,16 части термодинамической тройной точки воды. Эта точка отвечает состоянию, в котором лед, вода и водяной пар находятся в состоянии равновесия. То есть ее температура была постоянной и равняется 273,16 Кельвина, что соответствует 0,01 градусу по шкале Цельсия.
Градус Цельсия является распространенной во всем мире единицей измерения температуры, которая наряду с Кельвином является , применяющейся в Международной системе СИ. Градус Цельсия назван по имени великого шведского ученого Андерса Цельсия, предложившего свою шкалу для измерения температуры.
Температурная шкала Цельсия
Изначально было принято градуса Цельсия связанное с определением стандартного , так как и температура кипения таянья льда, и температура кипения воды зависят от давления. Однако, это крайне неудобно для стандартизации единиц измерения. В связи с этим, после того, как градусы Кельвина были приняты, как стандарт СИ, определение температуры по Цельсию было пересмотрено.
Шкала Цельсия более удобна в быту, так как привязана характеристикам воды – таянием и кипением. К тому же, большинство природных процессов, с которыми сталкивается человек проходят в диапазоне температур по этой шкале. На практике температуру замерзания и кипения воды шкале Цельсия определены недостаточно точно, поэтому температуру воды определяют по шкале Кельвина, после чего переводят в шкалу Цельсия. При этом абсолютный ноль по шкале Кельвина, определяется, как 0 К () и равняется 273, 15 градусов по Цельсию.
Перевод Кельвинов в градусы Цельсия
Перевод температуры тела из Кельвинов Цельсия рассчитывается очень просто. Для этого нужно от температуры в кельвинах отнять 273, 15. Полученное число и будет равняться температуре тела в градусах Цельсия.
Например, абсолютный ноль по Кельвину будет равен:
0 К = 0 + 273,15 °C.
Видео по теме
Картина «Ноль градусов Кельвина» является лишь второй в фильмографии норвежского режиссера Ганса Петтера Моланда и, по совместительству, первым опытом сотрудничества со шведским актером Стелланом Скарсгордом (впоследствии Стеллан снимется еще в двух лентах Моланда: «Абердин» и «Довольно добрый человек»). В начале фильма молодой идеалист и начинающий писатель Хенрик Ларссон отправляется на заработки в Гренландию в компанию к уже давно работающим в краю вечной зимы охотникам на тюленей агрессивному и циничному Рандбеку и его более уравновешенному коллеге Якобу Хольму. Трое мужчин вынуждены делить кров и еду в условиях невыносимого холода. По сути данный фильм является эталонным образчиком модного сейчас жанра «герметичного триллера», ведь из-за погодных условий героям приходится проводить большую часть времени в тесной лачуге. И в этой самой лачуге разворачивается самая настоящая психологическая драма, держащая в напряжении не хуже творений признанного мастера саспенса Альфреда Хичкока. В связи с этим следует выделить основные темы фильма «Ноль градусов Кельвина».
Начнем, пожалуй, с темы вынесенной в заглавие то есть темы столкновения. Имеется ввиду столкновение цивилизованности и дикости излюбленная тема выдающегося немецкого режиссера Вернера Херцога. В данном случае столкновение целесообразно рассматривать в двух плоскостях: в глобальной и локальной. В глобальной плоскости мы имеем столкновение человека и природы, то есть жизнь трех героев в диких условиях Гренландии и сопряженные с этим трудности. Локальным столкновением дикости и цивилизованности является столкновение цивилизованного Хенрика с более диким, звереподобным, если угодно, первозданным Рандбеком. Таким образом Хенрик является как бы персонифицированным воплощением человеческих черт человека (уж простите за тавтологию). В свою очередь Рандбек является олицетворением животного начала в человеке. Однако с течением времени векторы вполне могут несколько сместиться.
Второй темой фильма является тема изоляции. Изоляции вынужденной и добровольной. Изоляции внешней и внутренней. Внешняя изоляция, собственно говоря, заметна невооруженным глазом, потому не стоит особо заострять на ней внимание. То же самое можно сказать и о вынужденной изоляции деньги то ведь всем нужны. А что же с внутренней и добровольной изоляцией? А вот здесь на арену выходит третий герой находящийся словно бы в тени столкнувшихся Хенрика и Рандбека, флегматичный Якоб Хольм. Внешне он производит впечатление спокойного и уравновешенного человека, однако есть в нем что-то такое, что наталкивает на мысль о том, что, возможно, он даже опасней Рандбека. Но, в отличие от Рандбека, Якоб пытается бороться со своим внутренним зверем, а потому изолирует себя от цивилизации, словно желая обрести душевный покой. Кроме того Якоб ведет себя несколько отрешенно даже по отношению к своим сожителям. Он словно самоизолируется от всего и вся, замыкаясь в себе.
И, наконец, третья тема тема сосуществования человека с человеком. Сюда входит и проблема сосуществования разных групп людей: наций, народностей, масс и. т. п. Сия глобальная тема в данном случае предельно локализирована. Разные типы людей здесь представлены тремя разными мужчинами.
16 ноября 2018 года 26-я Генеральная конференция по весам и мерам (КГПМ) единогласно проголосовала за новые определения основных единиц СИ : килограмма, ампера, кельвина и моля. Единицы будут определяться путем задания точных численных значений для постоянной Планка (h), элементарного электрического заряда (e), постоянной Больцмана (k) и постоянной Авогадро (Nа) соответственно. Новые определения вступят в силу 20 мая 2019 года.
Определение, которое будет введено с 20 мая 2019: «Кельвин, символ К это единица термодинамической температуры, которая определена путем установления фиксированного численного значения постоянной Больцмана k равным 1,380649 × 10 -23 , Дж⋅K -1 (или кг⋅м 2 ⋅с -2 ⋅K -1)»
В течении многих лет Международный комитет по мерам и весам при МБМВ исследовал возможность переопределения основных единиц Международной системы СИ через универсальные физические константы для того, чтобы устранить зависимость единиц от какого-либо образца или материала. В 2005 г. была издана Рекомендация №1 МКМВ одобряющая действия по разработке новых определений основных единиц: килограмма, ампера, кельвина и моля, основанных на фундаментальных физических константах.
Новое определение кельвина будет основано на назначении фиксированного значения для постоянной Больцмана, которая является коэффициентом, связывающим единицу температуры с единицей тепловой энергии. Величина кТ = τ
, которая присутствует в уравнениях состояния, является характеристической энергией, определяющей распределение энергии между частицами системы, находящейся в тепловом равновесии. Так, для несвязанных атомов, температура пропорциональна средней кинетической энергии. Если в настоящее время фиксированное значение приписано температуре тройной точки воды, а постоянная Больцмана является зависимой величиной, то по предложению МКМВ, фиксированное значение будет иметь постоянная Больцмана, а все температуры реперных точек, включая тройную точку воды, будут измеряемыми величинами.
(Более подробную информацию о понятии "температура" и смысле постоянной Больцмана можно получить из раздела сайта (МТШ-90/Введение)
В рамках ККТ была создана специальная рабочая группа, которая должна обобщить материалы исследований по измерению константы Больцмана, изучить последствия введения нового определения, его положительные и отрицательные стороны.
Главным преимуществом введения нового определения кельвина МКМВ считает повышение точности температурных измерений в области температур, далекой от тройной точки воды. Таким образом, например, станет возможным применение абсолютных радиационных термометров без опоры на тройную точку воды. Новое определение кельвина будет способствовать развитию первичных термодинамических методов реализации температурной шкалы, наряду с методами, описанными в МТШ-90. В перспективе, новое определение кельвина должно привести к повышению точности температурной шкалы и расширению ее диапазона без серьезных экономических и организационных последствий, сопровождавших введение новых предыдущих практических шкал.
В мае 2007 г. рабочая группа ККТ опубликовала на сайте МБМВ отчет о ходе работы по подготовке к пересмотру определения кельвина и выпустила специальное обращение к метрологам, которое мы приводим на сайте на языке оригинала и в переводе на русский язык:
Updating the definition of the kelvin
The international measurement community, through the International Committee for Weights and Measures, is considering updating the International System of Units (SI). This update, which will probably occur in 2011, will redefine the kilogram, the ampere and the kelvin in terms of fundamental physical constants. The kelvin, instead of being defined by the triple point of water as it is currently, will be defined by assigning an exact numerical value to Boltzmann’s constant. The change would generalise the definition, making it independent of any material substance, measurement technique, and temperature range, to ensure the long-term stability of the unit.
For almost all users of temperature measurements, the redefinition will pass unnoticed; water will still freeze at 0 °C, and thermometers calibrated before the change will continue to indicate the correct temperature. The immediate benefits of the redefinition will be to encourage the use of direct measurements of thermodynamic temperatures in parallel with the methods described in the International Temperature Scale.
In the longer term, the new definition will allow the accuracy of temperature measurements to gradually improve without the limitations associated with the manufacture and use of triple point of water cells. For some temperature ranges at least, true thermodynamic methods are expected to eventually replace the International Temperature Scale as the primary standard of temperature.
(перевод)
Международное сообщество метрологов, через представителей в Международном Комитете по мерам и весам, рассматривает вопрос о пересмотре Международной Системы Единиц (СИ). Изменение СИ вероятно произойдет в 2011 г. и коснется переопределения таких величин как килограмм, ампер и кельвин. Единица кельвин, взамен определения через тройную точку воды, как это установлено на настоящий момент, будет определяться посредством назначения точного значения константе Больцмана. Это изменение будет делать определение единицы температуры более общим, не зависимым от какого-либо материала, методики измерений, и температурного диапазона, что обеспечит долговременную стабильность единицы.
Для почти всех людей, занимающихся измерением температуры, переопределение единицы температуры будет не заметно. Вода будет по-прежнему затвердевать при 0 °С и термометры, градуированные до изменения определения кельвина будут по-прежнему показывать правильное значение температуры. Преимуществом переопределения единицы станет продвижение техники прямых измерений термодинамической температуры параллельно с методами, описанными в МТШ.
В последствии новое определение будет способствовать постепенному повышению точности температурных измерений без ограничений, накладываемых производством и использованием сосудов тройной точки воды. Ожидается, что, по крайней мере, для некоторых диапазонов прямые термодинамические методы могут заменить МТШ как первичный эталон температуры.
Более подробная информация приведена в отчете рабочей группы для CIPM, находящимся в свободном доступе на сайте МБМВ (Kelvin_CIPM.pdf)
Основные положения, рассматриваемые в документе ККТ «Report to the CIPM on the implications of changing the definition of the base unit kelvin» следующие:
1.Изменение определения кельвина практически не повлияет на реализацию МТШ-90 и передачу размера единицы температуры рабочим СИ. МТШ-90 в обозримом будущем будет использоваться как наиболее точная и надежная аппроксимация термодинамической шкалы. Однако это не будет единственная, используемая для температурных измерений шкала. В отдаленном будущем термодинамические методы возможно достигнут такой точности, что смогут постепенно стать основными методами измерения температуры. В обозримом будущем ключевой диапазон шкалы -200…960 °С по-прежнему будет осуществляться с помощью платиновых термометров сопротивления. Значения температур реперных точек останутся прежними. Неопределенность измерений будет зависеть от практической реализации точек и неединственности шкалы.
2.Немного изменяться неопределенности, которые приписаны температурам реперных точек на этапе подготовки МТШ-90. Заметим, что эти неопределенности после утверждения шкалы обычно никого из практиков не интересуют, хотя составляют в середине диапазона несколько десятков мК из-за сложностей работы с приборами первичной термометрии. Поскольку фиксированным значением будет постоянная Больцмана, то температура тройной точки воды, оставаясь по-прежнему равной 273,16 К приобретет неопределенность, связанную с экспериментальным определением этой константы. Например, сейчас это примерно 1,8 х 10 -6 , что соответствует неопределенности температуры ТТВ 0,49 мК. Трансформирование этого значения на остальные точки будет не существенным, учитывая приписанную им неопределенность. Например, в точке алюминия (660,323 °С) вместо 25 мК мы получим 25,1 мК. Такие изменения никак не могут повлиять на принятые стандарты, устанавливающие допуски к термопарам, термометрам сопротивления и другим промышленным датчикам.
3.В настоящее время не известны методы, позволяющие существенно снизить неопределенность реализации ТТВ, которая составляет примерно 0,05 мК. Поэтому фиксирование постоянной Больцмана на данном этапе развития науки не может в обозримом будущем повлиять на значение, которое является принятым на настоящий момент, т.е. 273,16 К.
В отчете рассматриваkbcm следующие возможные варианты нового определения единицы температуры:
(1) The kelvin is the change of thermodynamic temperature that results in a change of thermal energy kT by exactly 1.380 65XX x 10 -23 joule. (Кельвин - изменение термодинамической температуры, которое обуславливает изменение тепловой энергии кТ на 1.380 65XX x 10 -23 джоуля) (знаки ХХ в значении будут заменены на точные числа в момент принятия нового определения кельвина.)
(1a) The kelvin is the change of thermodynamic temperature T that results in a change of the thermal energy kT by exactly 1.380 65XX x 10 -23 joule, where k is the Boltzmann constant. (Кельвин - изменение термодинамической температуры, которое обуславливает изменение тепловой энергии кТ на 1.380 65XX x 10 -23 джоуля, где к - постоянная Больцмана)
(2) The kelvin is the thermodynamic temperature at which the mean translational kinetic energy of atoms in an ideal gas at equilibrium is exactly (3/2) 1.380 65XX x 10 -23 joule. (Кельвин -термодинамическая температура, при которой средняя кинетическая энергия поступательного движения атомов идеального газа в состоянии равновесия равна (3/2) х 1.380 65XX x 10 -23 джоуля)
(3) The kelvin is the thermodynamic temperature at which particles have an average energy of exactly (1/2) x 1.380 65XX x 10 -23 joule per accessible degree of freedom. (Кельвин - термодинамическая температура, при которой средняя энергия частиц равна точно (1/2) х 1.380 65XX x 10 -23 джоуля на одну степень свободы)
(4) The kelvin, unit of thermodynamic temperature, is such that the Boltzmann constant is exactly 1.380 65XX x 10 -23 joule per kelvin. (Кельвин - это единица термодинамической температуры, такая, что постоянная Больцмана равна точно 1.380 65XX x 10 -23 джоуля на кельвин)
У каждого из рассматриваемых вариантов есть свои плюсы и минусы. Сейчас ККТ высказывается за последнее определение, осознавая, что в предыдущих вариантах есть неточности. Однако, надо принимать во внимание политику МКМВ в области переопределения других единиц СИ. Если будет решено, что определения должны отражать природу единицы, то, скорее всего, будет принят первый вариант.
17 - 21 октября 2011 г. в Севре под Парижем состоялось 24-е заседание Генеральной Конференции по Мерам и Весам. Конференция одобрила будущие предлагаемые изменения в определениях основных единиц СИ: кельвина, ампера, моля и килограмма.
В пресс-релизе МБМВ отмечено, что 21 октября 2011 г. ГКМВ сделала исторический шаг по направлению к переопределению физических единиц, приняв Резолюцию №1 и, таким образом, анонсировав грядущее введение новых определений единиц и определив основные шаги необходимые для окончательного завершения проекта перехода на новые определения. В пресс-релизе МБМВ также подчеркивается, что переход на новые определения единиц должен осуществляться с осторожностью. Необходимо проводить консультации и разъяснения для всех людей о том, что он не должен повлиять на измерения в повседневной жизни: килограмм по-прежнему будет тем же килограммом, вода будет замерзать при нуле градусов Цельсия и т.д. Никто в повседневной жизни ничего не должен заметить. Изменения определений немедленно скажутся только на самых точных, эталонных измерениях, проводимых в научных лабораториях мира.
Новые определения кельвина, ампера, моля не оспаривалось членами консультативных комитетов. Наибольшие сложности вызывала передача размера единицы килограмма от прототипа килограмма, хранящегося в МБМВ.
Переопределение килограмма требует сначала высокоточного измерения какой-либо фундаментальной константы по отношению к массе реального прототипа килограмма. Затем числовое значение этой фундаментальной константы будет зафиксировано и тот же экспериментальный метод будет использован для измерения массы всех объектов. После переопределения необходимы будут несколько эквивалентных лабораторий в мире, которые способны проводить эталонные измерения массы. Для наиболее точных измерений целевая неопределенность должна быть не хуже 20 мкг на килограмм. Эту точность сейчас можно достичь двумя методами. Первый метод - метод «электоронных весов», который позволяет определить массу через постоянную Планка. Второй метод - сравнение массы прототипа килограмма и массы атома кремния. Эти два метода должны давать один и тот же результат. Современная ситуация оценивалась CODATA на основе работы, опубликованной в конце 2010 г. Было сделано заключение, что неопределенность постоянной Планка на основании всех имеющихся экспериментальных данных составляет сейчас 44 мкг на килограмм. Генеральная конференция по метрам и весам (ГКМВ) заявила, что не одобрит новые определения единиц до тех пор, пока не будут решены все проблемы с единицей массы. Завершение проекта перехода на новые определения единиц СИ планировалось в 2014 г.
В 2014 году 25-е заседании Генеральной Конференции по Мерам и Весам был отмечен прогресс в определении физических констант и был утвержден стратегический план перехода на новое определение Кельвина и других величин. С планом можно ознакомиться на сайте МБМВ по ссылке: SI road map
Для более широкого освящения процесса перехода на новые определения единиц Интернет сайт МБМВ открыл новый раздел «new si» В разделе каждый в доступной форме может найти ответы на вопросы: «почему нужны новый определения?», «когда произойдут изменения?», «как изменения повлияют на повседневную жизнь?» и т.д. Рекомендуем ознакомиться с данным разделом всем специалистам, которые опасаются перехода на новое определения кельвина.
История
Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества - теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково - градусами.
Из того, что температура - это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (т.е. в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах - градусах.
Шкала Кельвина
В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.
Шкала Цельсия
В быту используется шкала Цельсия, в которой за 0 принимают точку замерзания воды, а за 100° точку кипения воды при атмосферном давлении. Поскольку температура замерзания и кипения воды недостаточно хорошо определена, в настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: градус Цельсия равен кельвину, абсолютный ноль принимается за −273,15 °C. Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия - особая точка для метеорологии , поскольку замерзание атмосферной воды существенно всё меняет.
Шкала Фаренгейта
В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия - это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.
В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F - 32), то есть изменение температуры на 1 °F соответствует изменению на 5/9 °С. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.
Шкала Реомюра
Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.
Единица - градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками - температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)
1 °R = 1,25 °C.
В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.
|
Пересчёт температуры между основными шкалами |
|||
|
Кельвин |
Цельсий |
Фаренгейт |
|
|
Кельвин (K) |
С + 273,15 |
= (F + 459,67) / 1,8 |
|
|
Цельсий (°C) |
K − 273,15 |
= (F − 32) / 1,8 |
|
|
Фаренгейт (°F) |
K · 1,8 − 459,67 |
C · 1,8 + 32 |
|
Сравнение температурных шкал
|
Описание |
Кельвин | Цельсий |
Фаренгейт |
Ньютон | Реомюр |
|
Абсолютный ноль |
−273.15 |
−459.67 |
−90.14 |
−218.52 |
|
|
Температура таяния смеси Фаренгейта (соли и льда в равных количествах) |
255.37 |
−17.78 |
−5.87 |
−14.22 |
|
| Температура замерзания воды (нормальные условия) |
273.15 |
||||
|
Средняя температура человеческого тела ¹ |
310.0 |
36.8 |
98.2 |
12.21 |
29.6 |
|
Температура кипения воды (нормальные условия) |
373.15 |
||||
| Температура поверхности Солнца |
5800 |
5526 |
9980 |
1823 |
4421 |
¹ Нормальная температура человеческого тела - 36.6 °C ±0.7 °C, или 98.2 °F ±1.3 °F. Приводимое обычно значение 98.6 °F - это точное преобразование в шкалу Фаренгейта принятого в Германии в XIX веке значения 37 °C. Поскольку это значение не входит в диапазон нормальной температуры по современным представлениям, можно говорить, что оно содержит избыточную (неверную) точность. Некоторые значения в этой таблице были округлены.
Сопоставление шкал Фаренгейта и Цельсия
( o F - шкала Фаренгейта, o C - шкала Цельсия)
|
o F |
o C |
o F |
o C |
o F |
o C |
o F |
o C |
|||
|
459.67 |
273.15 |
60 |
51.1 |
4 |
20.0 |
20 |
6.7 |
Для перевода градусов цельсия в кельвины необходимо пользоваться формулой T=t+T 0 где T- температура в кельвинах, t- температура в градусах цельсия, T 0 =273.15 кельвина. По размеру градус Цельсия равен Кельвину.
Английский физик Уильям Томсон, которому за его заслуги перед наукой британская королева пожаловала титул лорда Кельвина, придумал в 1867 году оригинальное устройство, предназначенное для разделения электрических зарядов. Оно работает за счёт падающих капель, и поэтому его называют капельницей Кельвина . Я опишу устройство такой капельницы, которую мы построили, чтобы показать её в фильме для проекта GetAClass . А вы можете воспроизвести нашу конструкцию своими руками или придумать собственную капельницу, ещё лучше нашей.
Мы взяли кусок толстого пеноплекса и вырезали из него ножом квадратную раму размером 30×30 см. С помощью двойного скотча приклеили эту раму на подставку, а сверху приделали ещё одну пеноплексовую пластину размером 30×10 см.
Ещё вам потребуются четыре консервные банки, кусок толстой изолированной медной проволоки длиной около полуметра, две полоски жести 15×3 см и два пустых стержня от авторучки. Обе жестяные полоски надо согнуть кольцами и сшить эти кольца с помощью шила и стальных скрепок. Кольца прикрепляются к двум нижним банкам крест-накрест с помощью двух кусков проволоки, зачищенной на концах. Лучше всего соединять проволоку с жестью с помощью паяльника. Эти кольца принято называть индукторами .
На одном конце обеих трубочек от стержней надо сделать сужение, растянув их над огнём свечки. В двух верхних банках делаются отверстия на дне, и трубочки вставляются в эти отверстия так, чтобы широкие концы трубочек были направлены вверх. Места соединения банок и трубочек надо промазать воском или герметиком - они ни в коем случае не должны протекать. Испытайте эту часть устройства: по очереди заполните обе банки водой и убедитесь, что вода бежит из стержня тонкой струйкой, распадающейся на капли.
Шилом проколем тонкие отверстия в раме и вставим в них трубки. Все четыре банки прикрепим к раме двойным скотчем. Осталось соединить верхние банки ещё одним куском провода, и машина готова.
Залейте в верхние банки воду и наблюдайте. Сначала вода потечёт из трубочек вниз, так что струйки будут пролетать через индукторы. Но потом, если всё сделано правильно, вы увидите нечто удивительное: струйка под индуктором начнёт распадаться на капли, которые полетят во все стороны, а отдельные капли даже подлетят вверх по дуге и попадут на индуктор. Подведите к одной из нижних банок палец - вы почувствуете несильный электрический разряд. При этом банка, которую вы разрядили своим прикосновением, заряжается снова уже через пару секунд.
Как же работает это замечательное устройство? Допустим, что на левой нижней банке уже имелся небольшой положительный заряд. Часть этого заряда по соединительному проводу перетекает на правый индуктор. Положительный заряд на правом индукторе притягивает к себе отрицательный заряд из правой верхней банки. Оторвавшиеся капли переносят этот отрицательный заряд в правую нижнюю банку. Часть этого заряда по соединительному проводу перетекает на левый индуктор. Отрицательный заряд на правом индукторе притягивает к себе положительный заряд из левой верхней банки. Оторвавшиеся капли переносят этот положительный заряд в левую нижнюю банку. Она заряжается сильнее, значит, сильнее заряжается и связанный с ней индуктор, и процесс разделения зарядов идёт всё быстрее и быстрее, в геометрической прогрессии, то есть с каждой каплей количество заряда в банке увеличивается в одно и то же число раз.
Почему же разделение зарядов в какой-то момент прекращается? Дело в том, что падающие заряженные капли отталкиваются от своей нижней банки, имеющей электрический заряд такого же знака, и притягиваются к индуктору, заряд которого имеет противоположный знак. Кроме того, части заряженной капли отталкиваются друг от друга, капля разрывается на мелкие капельки, которые летят мимо нижней банки. Силы тяжести уже недостаточно, чтобы разделять заряды ещё сильнее, и капельница выходит на режим насыщения. Электрическое напряжение, создаваемое таким устройством, может достигать нескольких киловольт, но накапливаемые заряды невелики, и поэтому разрядный ток не является опасным.
Художник Артём Костюкевич