Semua orang tahu bahawa suhu diukur dalam darjah Celsius. Orang yang biasa dengan fizik tahu bahawa unit antarabangsa kuantiti ini ialah kelvin. Perkembangan sejarah konsep suhu dan instrumen yang sepadan untuk penentuannya telah membawa kepada fakta bahawa pada masa ini kita menggunakan sistem metrik lain daripada nenek moyang kita. Artikel tersebut membincangkan soalan: apakah darjah Réaumur, bila ia digunakan dan bagaimana ia berkaitan dengan skala yang diterima umum untuk mengukur suhu.
Rene Antoine Réaumur
Sebelum mempertimbangkan skala Réaumur untuk menentukan suhu badan sekeliling, pertimbangkan keperibadian penciptanya.
Rene Réaumur dilahirkan pada 28 Februari 1683 di bandar La Rochelle, Perancis. Dia mula menunjukkan kecintaan terhadap penyelidikan saintifik dunia sekeliling dari awal kanak-kanak. Rene berminat dalam fizik, matematik,astronomi, undang-undang, falsafah, biologi, metalurgi, bahasa dan banyak disiplin lain.
Pada usia 25 tahun, dia menjadi ahli Akademi Sains Perancis, dan dia serta-merta mula mempercayakan pelaksanaan projek saintifik yang serius pada skala nasional. Sebagai ahli Akademi Sains, Réaumur menerbitkan karya saintifik setiap tahun selama 50 tahun. Banyak karya beliau mengenai kajian serangga, serta kajian sifat-sifat logam, telah diterjemahkan ke dalam bahasa Inggeris dan Jerman. Orang sezamannya memanggilnya Pliny pada abad ke-18.
Saintis itu meninggal dunia pada usia 74 tahun akibat terjatuh dari kuda semasa salah satu menunggang kuda. Selepas dirinya, Réaumur meninggalkan manuskrip saintifik yang memuatkan 138 folder.
Membuka skala suhu baharu
Pada awal abad ke-18, tiada skala yang diterima umum untuk mengukur suhu badan di dunia. Pada tahun 1731, sebagai hasil daripada eksperimen termodinamik, Rene Reaumur mencadangkan penggunaan skala suhu, yang mula membawa nama keluarganya. Skala ini telah digunakan selama lebih daripada 100 tahun di negara-negara terkemuka Eropah, khususnya, di Perancis, Jerman dan Rusia. Ia akhirnya digantikan oleh skala Celsius, yang masih digunakan secara meluas hari ini.
Menarik untuk diperhatikan bahawa Réaumur mencadangkan menggunakan skalanya 11 tahun sebelum Celsius melakukannya.
Eksperimen yang membawa kepada penciptaan skala Réaumur
Eksperimen yang memberi inspirasi kepada saintis untuk mencipta skala baharu adalah sangat mudah. Mereka adalah seperti berikut: Réaumur menetapkan sendiri matlamat untuk mengukur suhu peralihan antara keadaan pengagregatan cecair penting untuk manusia - air, iaitu, untuk menentukan bila ia mula menghablur dengan pembentukan ais, dan apabila ia mula mendidih dan bertukar menjadi wap. Untuk tujuan ini, saintis memutuskan untuk menggunakan termometer alkohol, yang direka sendiri.
Termometer Reaumur ialah tiub kaca, kira-kira 1.5 meter tinggi, yang mengembang di dasar ke dalam bekas dengan diameter kira-kira 10 cm. Tiub itu diisi dengan campuran etil alkohol dan air dan dimeteraikan pada kedua-dua hujung. Ia adalah campuran alkohol yang dipilih sebagai cecair kerja kerana bahan alkohol ini mempunyai pekali pengembangan haba 4 kali lebih tinggi daripada air. Fakta terakhir bermakna tahap lajur alkohol sangat sensitif terhadap perubahan suhu, jadi ia boleh digunakan untuk mengukur kuantiti yang dipersoalkan dengan tepat.
Menetapkan paras lajur alkohol dalam termometer pada 0 darjah apabila tapaknya diturunkan ke dalam ais cair, Réaumur mengukur nilai ini dengan meletakkan peranti dalam air mendidih. Para saintis mendapati bahawa jika ketinggian awal lajur alkohol ialah 1000 unit, maka nilai akhirnya ialah 1080 unit. Nombor 80, sebagai perbezaan antara paras panas dan sejuk lajur dalam termometer, Réaumur letakkan pada dasar skala suhunya.
skala oktal
Seperti yang dikatakan, 0 darjah pada skala Réaumur (°R) sepadan dengan suhu lebur (lebur) ais, dan 80 °R dengan takat didih air. Ia bermaksud,bahawa skala yang dicadangkan oleh saintis Perancis ialah lapan puluh perpuluhan, yang membezakannya daripada skala Celsius atau Kelvin, yang berdasarkan nombor 100. Fakta terakhir, jelas sekali, membawa kepada anjakan beransur-ansur oleh skala ini. Sistem nombor kami ialah perpuluhan, jadi menggunakan nombor seperti 10, 100 dan seterusnya adalah lebih mudah daripada nilai perantaraan.
Hubungan dengan skala Celsius dan Kelvin
Seperti yang dinyatakan di atas, suhu Réaumur tidak digunakan hampir di mana-mana sekarang, namun, kadangkala ia digunakan semasa penyediaan sirap gula dan dalam penghasilan karamel. Oleh itu, formula untuk menukar darjah Reaumur kepada Celsius dan Kelvin perlu diberikan. Formula ini adalah seperti berikut:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
Dalam ungkapan yang dibentangkan R, C, K - darjah Réaumur, Celsius dan Kelvin, masing-masing. Memeriksa ketepatan formula pertama agak mudah: kami menggantikannya dengan nilai 80 ° R, di mana air mendidih. Kemudian kita mendapat: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, yang betul-betul sepadan dengan takat didih cecair ini di bawah keadaan normal dalam skala yang biasa kepada kita.
Selain itu, berikut ialah formula songsang untuk menukar darjah Celsius dan Kelvin kepada Réaumur:
- R=0.8C;
- R=0.8K - 218.52.
Perhatikan bahawa sifar darjah Réaumur bertepatan dengan suhu Celsius ini.
Contoh penyelesaian masalah
Seperti yang dapat dilihat daripada formula perenggan sebelumnya, penukaran antara skala ukuran yang berbezasuhu cukup mudah. Mari kita selesaikan masalah mudah: "Dalam pembuatan karamel, termometer yang ditentukur kepada darjah Réaumur telah digunakan, yang, semasa penyediaan gula-gula, menunjukkan nilai 123 ° R. Berapa darjah yang akan ditunjukkan oleh termometer jika ia ditentukur kepada skala Celsius?"
Menggunakan formula untuk menukar darjah Réaumur kepada Celsius, kita dapat: C=1.25123=153.75 °C. Untuk kesempurnaan penyelesaian, kami juga menterjemah darjah ini ke dalam nilai Kelvin, kami dapat: K \u003d 1.25123 + 273, 15 \u003d 426.9 °K.
