Термометр и шкала температуры (Цельсий, Кельвин, Фаренгейт)

Введение в термометры

В физике понимание температуры очень важно. Температура говорит нам, насколько что-то горячее или холоднее. Мы часто используем термометры для измерения температуры. Термометры помогают нам узнать среднюю энергию частиц в объекте. Больше энергии означает более высокую температуру и наоборот.

Как работают термометры?

Большинство термометров работают за счет использования жидкости внутри стеклянной трубки, которая расширяется и поднимается при нагревании и сжимается и падает при охлаждении. Наиболее распространенной жидкостью является ртуть или окрашенный спирт.

Когда вы помещаете термометр в что-то горячее, жидкость внутри термометра нагревается, заставляя ее расширяться и подниматься по трубке. Когда вы помещаете его в что-то холодное, жидкость внутри охлаждается, заставляя его сжиматься и падать вниз.

Понимание шкалы температуры

Температура может измеряться по нескольким различным шкалам. Три наиболее популярных шкалы: Цельсий, Кельвин и Фаренгейт.

Шкала Цельсия

Большинство стран мира используют шкалу Цельсия. Она основана на температуре замерзания и кипения воды. В этой шкале температура замерзания воды составляет 0 градусов Цельсия, а температура кипения - 100 градусов Цельсия.

Для перевода градусов Цельсия в другие шкалы мы используем следующие формулы:

Фаренгейт = (Цельсий * 9/5) + 32

Кельвин = Цельсий + 273.15

Пример:

Если ваша температура 25°C, это можно перевести в следующее:

Фаренгейт = (25 * 9/5) + 32 = 77°F

Кельвин = 25 + 273.15 = 298.15K

Шкала Фаренгейта

Шкала Фаренгейта в основном используется в Соединенных Штатах. В этой шкале температура замерзания воды составляет 32 градуса Фаренгейта, а температура кипения - 212 градусов Фаренгейта. Формула для перевода Фаренгейта в Цельсий:

Цельсий = (Фаренгейт - 32) * 5/9

Пример:

Если ваша температура составляет 77 градусов Фаренгейта, это можно перевести в следующее:

Цельсий = (77 - 32) * 5/9 ≈ 25°C

Шкала Кельвина

Шкала Кельвина используется преимущественно в научных экспериментах. Она начинается с абсолютного нуля, что является самой холодной возможной температурой. При абсолютном нуле движение частиц прекращается. Ноль Кельвина - это -273.15 градусов Цельсия.

Почему используются разные шкалы?

Различные шкалы температуры используются в зависимости от потребностей и исторических причин. Цельсий используется для повседневного измерения температуры, потому что он простой для понимания и основан на температурах замерзания и кипения воды. Фаренгейт обеспечивает большую точность для повседневного измерения температуры в районах, где эта шкала является стандартной.

Кельвин используется в научном сообществе, потому что это абсолютная шкала, что означает, что она начинается с абсолютного нуля и его показания не зависят от атмосферного давления.

Практический пример

• Солнечный день: 25°C, что соответствует 77°F или 298K.
• Температура в комнате: около 20°C, что соответствует 68°F или 293K.
• Замерзание воды: 0°C, что соответствует 32°F или 273K.
• Кипение воды: 100°C, что соответствует 212°F или 373K.

Заключение

Понимание термометров и температурных шкал важно как в повседневной жизни, так и в научных исследованиях. Термометры помогают нам точно измерять температуру, в то время как различные шкалы, такие как Цельсий, Фаренгейт и Кельвин, позволяют нам понимать и эффективно передавать эти показания.

Комментарии