Măsurarea temperaturii. Scara Celsius. Scara Kelvin

Pentru măsurarea temperaturii unui corp se foloseşte un dispozitiv, numit termometru.

Termometrul conţine:

  • un corp termometric, care poate fi un lichid (mercur, alcool etc., la termometrele cu lichid), un gaz (azot, hidrogen ş.a., la termometrele cu gaz) sau un rezistor (la termometrele cu rezistenţă).
  • o mărime termometrică ce caracterizează corpul termometric și a cărei valoare variază sensibil cu temperatura (lungimea coloanei de lichid, sau volumul gazului la presiune constantă, sau valoarea rezistenţei electrice pentru termometrele amintite mai sus).

Atunci când se măsoară temperatura unui corp, termometrul este adus în contact termic cu acesta. După stabilirea echilibrului termic, temperatura corpului termometric este egală cu temperatura corpului, iar mărimea termometrică are o valoare bine determinată.

A stabili o corespondenţă între valoarea măsurată a mărimii fizice ce caracterizează un termometru și temperatura termometrului înseamnă a stabili o scară de măsurat temperatura.

Pentru stabilirea scării de temperatură se procedează astfel:

  • se aduce termometrul pe rând în contact termic cu un sistem aflat în două stări termice distincte şi perfect reproductibile, cărora li se asociază în mod convenţional valori bine precizate ale temperaturii, numite temperaturi de reper sau puncte termometrice.
  • se notează pe o scală valorile pe care le are mărimea termometrică la cele două temperaturi (de reper) şi se obţine un interval de temperatură.
  • se împarte intervalul obținut la un număr întreg, ales în mod arbitrar, şi se obţine unitatea de temperatură în scara respectivă care se numeşte grad (cu excepţia Sistemului Internaţional). Temperatura măsurată cu un termometru având o scală stabilită cum s-a arătat mai sus se numeşte temperatură empirică.

Scări de temperatură

Scara Celsius sau scara centigradă are următoarele stări termice de echilibru ce delimitează intervalul de temperatură:

  • starea de echilibru dintre apa pură şi gheaţa care se topeşte sub presiunea atmosferică normală; se consideră în mod convenţional că temperatura acestei stări este egală cu 0,
  • starea de fierbere a apei pure la aceeaşi presiune; se consideră în mod convențional că temperatura acestei stări este egală cu 100.

Etalonarea termometrului cu mercur

  • Se introduce rezervorul termometrului într-un un amestec de apă cu gheaţă. Pe scala termometrului se trasează un reper al nivelului coloanei de mercur și se notează cu 0.
  • Se introduce termometrul în vaporii apei care fierbe. Mercurul se dilată, iar lungimea coloanei de mercur va creşte. Se trasează pe scală noul nivel al coloanei de mercur și se notează cu 100.
  • Gradul Celsius (având simbolul °C) se obţine împărţind intervalul de pe scala termometrului, cuprins între reperele 0 şi 100, într-o sută de părţi egale.

Pentru a putea măsura exact temperatura unui corp, independent de termometrul folosit, este necesar să se realizeze o scară termometrică care să nu depindă de natura corpului termometric sau de mărimea termometrică.

Scara Kelvin a fost propusă în anul 1848 de către Kelvin și se mai numește scară termodinamică, iar temperatura exprimată în această scară se numește temperatură absolută (notată cu T).

Originea scării Kelvin este numită zero absolut. În scara Kelvin, temperatura de topire a gheţii sub presiunea propriilor săi vapori (punctul triplu al apei) este notată cu valoarea 273,15. Unitatea de temperatură în această scară este Kelvinul, având simbolul K.

Kelvinul reprezintă a 273,15-a parte din intervalul de temperatură cuprins între zero absolut şi punctul triplu al apei.

Legătura între temperatura măsurată în K şi temperatura măsurată în °C se exprimă prin relaţia:

T(K) = t(°C) + 273,15

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License