Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

71. Что такое шкала Фаренгейта? Зимой 1709 года Габриэль Фаренгейт, немецкий ученый, предложил температурную шкалу. По этой шкале за нуль принималась точка, до которой в один очень холодный зимний день (дело было в Данциге) опустилась ртуть в термометре ученого. В качестве другой отправной точки он выбрал температуру человеческого тела. По этой не слишком логичной системе точка замерзания воды на уровне моря оказалась равной +32°, а точка кипения воды +212°. Хотя шкала Фаренгейта не подходит для научной работы, ею удобно пользоваться для определения температур, встречающихся в естественных условиях, где не наблюдается больших перепадов температуры. Так, в теплых или тропических зонах редко бывает настолько холодно, чтобы термометр показывал отрицательную температуру.

72. Что такое шкала Цельсия? В 1742 году шведский астроном Андерс Цельсий предложил шкалу, в которой за нуль принималась температура смеси воды и льда, а температура кипения воды приравнивалась к 100°. За градус принимается сотая часть интервала между этими реперными точками; отсюда и название «стоградусная шкала». Эта шкала более рациональна, чем шкала Фаренгейта, и широко используется в технике и в быту.

73. Что такое абсолютная шкала, или шкала Кельвина? В науке нашла широкое применение абсолютная шкала, или температурная шкала Кельвина. Она была предложена английским ученым Уильямом Томсоном (он же лорд Кельвин) как более точный способ измерения температуры. По этой шкале нулевая точка, или абсолютный нуль, представляет собой самую низкую температуру, какая только возможна, т. е. некое теоретическое состояние вещества, при котором его молекулы полностью перестают двигаться. Это значение было получено путем теоретического изучения свойств газа, находящегося под нулевым давлением. По стоградусной шкале абсолютный нуль, или нуль Кельвина, соответствует —273,18 °C. Следовательно, на практике 0 °C может быть приравнен к 273° К. При изучении энергии и веществ ученые воспроизводят температуры, близкие к абсолютному нулю. С другой стороны, температуры, возникающие при атомных взрывах, представляют собой самые высокие температуры, которые когда-либо удавалось получить на Земле, — они составляют более1 000 000° К.

74. Что такое шкала Реомюра? В 1731 году французский ученый Рене де Реомюр предложил температурную шкалу, основанную на использовании спирта, обладающего свойством расширяться. За нижнюю реперную точку была принята точка замерзания воды. Градус Реомюр произвольно определил как одну тысячную от объема, который занимает спирт в резервуаре и трубке термометра при нулевой точке. При нормальных условиях точка кипения воды по этой шкале составляет 80°.

75. Каковы значения точек замерзания и кипения воды в различных шкалах? При обычном атмосферном давлении на уровне моря, равном 1033 г/см 2, точки кипения и замерзания воды имеют следующие значения:

76. Как пересчитываются показания стоградусной шкалы на показания шкалы Фаренгейта? Путем умножения значения температуры по шкале Цельсия на 1,8 и прибавления к этому числу 32°. Например, 100 °C х 1,8 + 32°= 212°. В виде формулы это соотношение выглядит так:

F = 1,8 С+ 32.

77. Как произвести обратный пересчет? Для этого нужно вычесть из значения температуры по Фаренгейту 32° и разделить полученное число на 1,8. Например:

212° F— 32° = 180/1,8 = 1 00 ° C. Если требуется произвести пересчет отрицательной температуры, вычитание 32° нужно производить алгебраически. Например: -40° F - 32°= (- 72)/1,8 = -40 ° C. Записав это соотношение в виде формулы, получим:

С= 1,6∙ ( F— 32).

78. Как произвести пересчет от шкалы Фаренгейта к абсолютной шкале? Для этого нужно прибавить (опять-таки алгебраическим путем) к температуре по Фаренгейту 459,4°. Например: 30° F + 459,4° = 489,4° К; —30° F+ 459,4° = 429,4° К.

79. Как проделать ту же операцию для шкалы Цель сия? Для этого нужно прибавить к температуре по Цельсию 273°. Например: 15 ° C+ 273° = 288° К; -20 ° C+ 273° = 253° К.

80. С помощью каких приборов определяют темпера туру? Чаще всего для этой цели используются жидкостные термометры (ртутно- или спиртово-стеклянные или ртутно-стальные). Термометры другого типа — деформа ционные — основаны на свойстве металлов расширяться или сжиматься. И наконец, в термометрах третьего типа — электрических — используется изменение сопротивления (термометры сопротивления).