Ikviens zina, ka temperatūru mēra Celsija grādos. Cilvēki, kas pārzina fiziku, zina, ka šī daudzuma starptautiskā mērvienība ir kelvins. Temperatūras jēdziena un atbilstošo instrumentu tās noteikšanas vēsturiskā attīstība ir novedusi pie tā, ka šobrīd mēs izmantojam citas metriskās sistēmas nekā mūsu senči. Rakstā aplūkoti jautājumi: kas ir Reaumura grāds, kad tas tika izmantots un kā tas ir saistīts ar vispārpieņemtajām temperatūras mērīšanas skalām.
Rene Antoine Réaumur
Pirms apsverat Réaumur skalu apkārtējo ķermeņu temperatūras noteikšanai, ņemiet vērā tās radītāja personību.
Renē Reamurs dzimis 1683. gada 28. februārī Francijas pilsētā Larošelā. Viņš jau no agras bērnības sāka izrādīt mīlestību pret apkārtējās pasaules zinātnisko izpēti. Renē interesēja fizika, matemātika,astronomija, tiesību zinātne, filozofija, bioloģija, metalurģija, valodas un daudzas citas disciplīnas.
25 gadu vecumā viņš kļūst par Francijas Zinātņu akadēmijas biedru un uzreiz sāk uzticēt nopietnu zinātnisku projektu īstenošanu valsts mērogā. Būdams Zinātņu akadēmijas loceklis, Réaumur 50 gadus katru gadu publicēja zinātnisku darbu. Daudzi viņa darbi par kukaiņu izpēti, kā arī par metālu īpašību izpēti tika tulkoti angļu un vācu valodās. Laikabiedri viņu sauca par 18. gadsimta Plīniju.
Zinātnieks nomira 74 gadu vecumā, nokrītot no zirga vienā no izjādes braucieniem. Pēc sevis Reaumurs atstāja zinātniskus manuskriptus, kas aizņēma 138 mapes.
Jaunas temperatūras skalas atvēršana
18. gadsimta sākumā pasaulē nebija vispārpieņemtas skalas ķermeņu temperatūras mērīšanai. 1731. gadā termodinamisko eksperimentu rezultātā Renē Reamurs ierosināja izmantot temperatūras skalu, kas sāka nēsāt viņa uzvārdu. Šo skalu jau vairāk nekā 100 gadus izmanto vadošajās Eiropas valstīs, jo īpaši Francijā, Vācijā un Krievijā. Galu galā to aizstāja Celsija skala, kas joprojām tiek plaši izmantota mūsdienās.
Interesanti atzīmēt, ka Reaumurs ierosināja izmantot savu skalu 11 gadus pirms Celsija.
Eksperimenti, kuru rezultātā tika izgudrota Réaumur skala
Eksperimenti, kas iedvesmoja zinātnieku izgudrot jaunu mērogu, ir ļoti vienkārši. Tie ir šādi: Réaumurs izvirzīja sev mērķi izmērīt pārejas temperatūru starp cilvēkiem svarīga šķidruma - ūdens - agregācijas stāvokļiem, tas ir, lai noteiktu, kad tas sāk kristalizēties, veidojoties ledus, un kad tas sāk uzvāra un pārvēršas tvaikā. Šim nolūkam zinātnieks nolēma izmantot spirta termometru, kuru viņš pats izstrādāja.
Reaumura termometrs bija apmēram 1,5 metrus augsta stikla caurule, kas pie pamatnes izpletās traukā ar diametru aptuveni 10 cm. Caurule tika piepildīta ar etilspirta un ūdens maisījumu un abos galos noslēgta.. Tieši spirta maisījums tika izvēlēts par darba šķidrumu, jo šai spirta vielai ir 4 reizes lielāks termiskās izplešanās koeficients nekā ūdenim. Pēdējais fakts nozīmē, ka spirta kolonnas līmenis ir ļoti jutīgs pret temperatūras izmaiņām, tāpēc to var izmantot, lai precīzi izmērītu attiecīgo daudzumu.
Iestatot spirta stabiņa līmeni termometrā uz 0 grādiem, kad tā pamatne ir nolaista kūstošā ledū, Réaumur izmērīja šo vērtību, ievietojot ierīci verdošā ūdenī. Zinātnieks ievērojis, ka, ja spirta kolonnas sākotnējais augstums ir 1000 vienības, tad tā galīgā vērtība ir 1080 vienības. Skaitli 80 kā atšķirību starp termometra kolonnas karsto un auksto līmeni Reaumurs novietoja savas temperatūras skalas pamatā.
oktālā skala
Kā tika teikts, 0 grādi Reaumuras skalā (°R) atbilst ledus kušanas (kušanas) temperatūrai, bet 80 °R - ūdens viršanas temperatūrai. Tas nozīmē,ka franču zinātnieka piedāvātā skala ir astoņdesmit decimāldaļas, kas to atšķir no Celsija vai Kelvina skalām, kuru pamatā ir skaitlis 100. Pēdējais fakts acīmredzot noveda pie tā pakāpeniskas nobīdes ar šīm skalām. Mūsu skaitļu sistēma ir decimālzīme, tāpēc tādu skaitļu kā 10, 100 un tā tālāk izmantošana ir daudz ērtāka nekā starpvērtības.
Saistība ar Celsija un Kelvina skalām
Kā jau minēts iepriekš, Réaumur temperatūra tagad gandrīz nekur netiek izmantota, tomēr dažreiz to izmanto cukura sīrupa pagatavošanā un karameles ražošanā. Tāpēc ir jāsniedz formulas Reaumura grādu konvertēšanai uz Celsija un Kelvina grādiem. Šīs formulas ir šādas:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
Prezentētajās izteiksmēs R, C, K - attiecīgi Reaumura, Celsija un Kelvina grādi. Pirmās formulas pareizības pārbaude ir pavisam vienkārša: mēs tajā aizstājam vērtību 80 ° R, pie kuras ūdens vārās. Tad mēs iegūstam: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, kas precīzi atbilst šī šķidruma viršanas temperatūrai normālos apstākļos mums pazīstamajā skalā.
Šeit ir arī apgrieztās formulas Celsija un Kelvina grādu pārvēršanai Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Ņemiet vērā, ka Reaumur nulle grādi sakrīt ar šo Celsija temperatūru.
Problēmu risināšanas piemērs
Kā redzams no iepriekšējās rindkopas formulām, konvertēšana starp dažādām mērīšanas skalāmtemperatūra ir pietiekami vienkārša. Atrisināsim vienkāršu uzdevumu: "Karameles ražošanā tika izmantots Reaumur grādiem kalibrēts termometrs, kas saldumu gatavošanas laikā uzrādīja vērtību 123 ° R. Cik grādus parādītu termometrs, ja tas būtu kalibrēts Celsija skala?"
Izmantojot formulu Réaumur grādu pārvēršanai Celsija skalā, iegūstam: C=1,25123=153,75 °C. Lai risinājums būtu pilnīgs, mēs arī pārvēršam šos grādus Kelvina vērtībā, iegūstam: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
