Перевод температуры (градусов) для шкал Цельсия, Кельвина и Фаренгейта
Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, правильное соотношение) – скалярная физическая постоянная величина, характеризующая равновесное состояние двух термодинамических систем при тепловом контакте с обменом энергией и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.
Сведения о температурах двух тел дают нам представление о направлении перехода тепла – от более нагретого тела к менее нагретому.
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
Новое определение кельвина
Таблица перевода шкал температуры между градусами Цельсия, градусами Фаренгейта и единицами Кельвина
Трудно переоценить значение такого параметра состояния системы, как температура, в химии, физической химии и химической технологии.
Под температурой в современной науке понимается введенная произвольно физическая величина, определяющая:
- законы изменения состояния идеального газа;
- коэффициент полезного действия идеального термодинамического цикла Карно;
- среднюю кинетическую энергию хаотического (теплового) движения молекул;
- мощность излучения абсолютно черного тела;
- распределение атомов по уровням энергии.
Последние прошли долгий, более чем полуторастолетний, путь развития. После принятия первой полноценной шкалы в 1927 году (МТШ-27), она ещё трижды кардинально менялась (МПТШ-48, МПТШ-68 и МТШ-90).
Объясняется это всё исключительной важностью температуры практически во всех сферах человеческой деятельности. Если оставить за скобками повсеместное применение температурных измерений в быту, трудно найти область хозяйственной или научной деятельности, где температура бы не использовалась.
Температура также влияет на многие другие процессы и состояния систем: фазовые и химические равновесия, фазовые переходы, практически все технологические процессы в химии и связанных с ней областях: металлургии, биологии, медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности и так далее.
Самая высокая температура, созданная человеком, ~ 10 трлн К (что сравнимо с температурой Вселенной в первые секунды её жизни) была
достигнута в 2010 году при столкновении ионов свинца, ускоренных до околосветовых скоростей. Эксперимент был проведён на Большом адронном коллайдере.
Самая низкая температура, созданная человеком, была получена в 1995 году Э. Корнеллом и К. Виманом из США при охлаждении атомов рубидия. Она составляла 5,9·10 −12 K.
Самыми известные температурными шкалами являются шкалы:
Температурная шкала Фаренгейта (Daniel Gabriel Fahrenheit)
Наиболее популярна в США. Измеряется температура в градусах, например, 48,2°F(сорок восемь и два градуса по Фаренгейту), символ F указывает, что используется шкала Фаренгейта.
Температурная шкала Цельсия (Anders Celsius)
Привычная для европейцев шкала, которая измеряет температуру также в градусах, например, 48,2°C (сорок восемь и два градуса по Цельсию), символ С указывает, что используется шкала Цельсия.
Температурная шкала Кельвина (1st Baron Kelvin)
Привычная для ученых всего мира. До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина, потом было принято решение именовать значение температуры, измеренной по шкале Кельвина, просто в кельвинах (без градусов), например, 48,2 К (сорок восемь и два кельвина).
Разработка нового определения кельвина
Определение единицы термодинамической температуры, которое 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 )»
Примечание: современные определения всех основных единиц сиситемы СИ можно найти в разделе СПРАВОЧНИК/определения основных единиц СИ.
В рамках ККТ была создана специальная рабочая группа, которая должна была обобщить материалы исследований по измерению константы Больцмана, изучить последствия введения нового определения, его положительные и отрицательные стороны.
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:
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 была приведена в отчете рабочей группы для CIPM, находящимся в свободном доступе на сайте МБМВ (Kelvin_CIPM.pdf)
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 рассматривались следующие возможные варианты нового определения единицы температуры:
У каждого из рассматриваемых вариантов были свои плюсы и минусы. В итоге ККТ высказался за последнее определение, осознавая, что в предыдущих вариантах есть неточности.
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.
Новые определения кельвина, ампера, моля не оспаривалось членами консультативных комитетов. Наибольшие сложности вызывала передача размера единицы килограмма от прототипа килограмма, хранящегося в МБМВ.
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. План публиковался на сайте МБМВ по ссылке: SI road map
Доклад Иоахима Фишера «КЕЛЬВИН В НОВОЙ СИСТЕМЕ ЕДИНИЦ СИ» на Всероссийской конференции ТЕМПЕРАТУРА 2011 в Санкт-Петербурге.
Температурные шкалы в градусах Цельсия, Кельвина, Реомюра, Фаренгейта от 100°С до -100°С
Шкала Фаренгейта
Шкала Фаренгейта – температурная шкала, применяемая в США, Англии и ряде других стран. По шкале Фаренгейта температура таяния льда соответствует 32°F, а температура паров воды, кипящей при атмосферном давлении, соответствует 212°F. Стоградусному интервалу шкалы Цельсия соответствует сто восемьдесят градусов шкалы Фаренгейта.
Шкала Цельсия
Шкала Цельсия используется для измерения температуры в быту и в науке. Температуру в градусах Цельсия передают радиостанции и телевизионные каналы, температуру в градусах Цельсия показывают в Интернете информеры погоды. В градусах Цельсия проградуированы многие термометры, шкалы регуляторов климат-контроля автомобилей и табло пультов дистанционного управления кондиционерами.
Шкала Кельвина
Шкала Кельвина используется в науке. Температура абсолютного нуля соответствует нулю градусов по шкале Кельвина. В фотографии баланс белого соответствует определённой цветовой температуре. Например, баланс белого в солнечный день (или свет фотовспышки) соответствует цветовой температуре 5500 K.
Шкала Реомюра
Шкала Реомюра в большинстве стран используется достаточно редко.
Шкала Фаренгейта
Шкала Фаренгейта используется в США, Англии и некоторых других странах. Иногда в гостиницах можно встретить кондиционеры, чьи пульты дистанционного управления проградуированы в градусах Фаренгейта.
Для удобства можно использовать таблицу перевода градусов Цельсия в Градусы Фаренгейта:
Градусы
Цельсия, °C
Градусы
Фаренгейта, °F
