Svi znaju da se temperatura meri u stepenima Celzijusa. Ljudi koji su upoznati sa fizikom znaju da je međunarodna jedinica ove veličine kelvin. Istorijski razvoj pojma temperature i odgovarajućih instrumenata za njeno određivanje doveo je do činjenice da trenutno koristimo druge metričke sisteme od naših predaka. U članku se razmatraju pitanja: šta je Réaumurov stepen, kada je korišten i kako je povezan s općeprihvaćenim skalama za mjerenje temperature.
Rene Antoine Réaumur
Pre nego što uzmete u obzir Reaumurovu skalu za određivanje temperature okolnih tela, razmotrite ličnost njenog tvorca.
Rene Réaumur je rođen 28. februara 1683. godine u francuskom gradu La Rochelle. Ljubav prema naučnim istraživanjima okolnog svijeta počeo je pokazivati od ranog djetinjstva. Rene je bio zainteresovan za fiziku, matematiku,astronomija, pravo, filozofija, biologija, metalurgija, jezici i mnoge druge discipline.
Sa 25 godina postaje član Francuske akademije nauka i odmah počinje da povjerava realizaciju ozbiljnih naučnih projekata na nacionalnom nivou. Kao član Akademije nauka, Réaumur je objavljivao naučni rad svake godine tokom 50 godina. Mnoga njegova djela o proučavanju insekata, kao i o proučavanju svojstava metala, prevedena su na engleski i njemački jezik. Njegovi savremenici su ga zvali Plinije iz 18. veka.
Naučnik je umro u 74. godini od posljedica pada s konja tokom jednog od jahanja. Nakon sebe, Réaumur je ostavio naučne rukopise koji su zauzimali 138 fascikli.
Otvaranje nove temperaturne skale
Početkom 18. veka u svetu nije postojala opšteprihvaćena skala za merenje temperature tela. Godine 1731., kao rezultat termodinamičkih eksperimenata, Rene Reaumur je predložio korištenje temperaturne skale, koja je počela nositi njegovo prezime. Ova skala se koristi više od 100 godina u vodećim zemljama Evrope, posebno u Francuskoj, Njemačkoj i Rusiji. Na kraju je zamijenjena Celzijusovom skalom, koja se i danas široko koristi.
Zanimljivo je napomenuti da je Réaumur predložio korištenje svoje skale 11 godina prije Celzijusa.
Eksperimenti koji su doveli do pronalaska Réaumurove skale
Eksperimenti koji su inspirisali naučnika da izmisli novu vagu su veoma jednostavni. One su sljedeće: Réaumur je sebi postavio cilj mjerenja prijelazne temperature između stanja agregacije vitalne tekućine za čovjeka - vode, odnosno da odredi kada počinje kristalizirati stvaranjem leda, a kada počinje da se kristalizira. prokuva i pretvara se u paru. U tu svrhu, naučnik je odlučio da koristi alkoholni termometar, koji je sam dizajnirao.
Reaumurov termometar je bio staklena cijev, visoka oko 1,5 metara, koja se pri dnu širila u posudu prečnika oko 10 cm. Cjevčica je bila napunjena mješavinom etil alkohola i vode i zapečaćena na oba kraja. Za radnu tečnost odabrana je mješavina alkohola jer ova alkoholna supstanca ima 4 puta veći koeficijent toplinskog širenja od vode. Posljednja činjenica znači da je nivo alkohola u stupcu vrlo osjetljiv na promjene temperature, tako da se može koristiti za precizno mjerenje dotične količine.
Podešavajući nivo stupca alkohola u termometru na 0 stepeni kada se njegova baza spusti u led koji se topi, Réaumur je izmjerio ovu vrijednost stavljanjem uređaja u kipuću vodu. Naučnik je primijetio da ako je početna visina stupca alkohola 1000 jedinica, onda je njegova konačna vrijednost 1080 jedinica. Broj 80, kao razliku između toplog i hladnog nivoa stuba u termometru, Réaumur je stavio na osnovu svoje temperaturne skale.
oktalna skala
Kao što je rečeno, 0 stepeni na Reaumurovoj skali (°R) odgovara temperaturi topljenja (otopljenja) leda, a 80 °R tački ključanja vode. To znači,da je skala koju je predložio francuski naučnik osamdeset-decimalna, što je razlikuje od Celzijusovih ili Kelvinovih skala koje se zasnivaju na broju 100. Ova potonja činjenica je, očigledno, dovela do njenog postepenog pomeranja ovim skalama. Naš brojevni sistem je decimalni, tako da je upotreba brojeva poput 10, 100 i tako dalje mnogo pogodnija od srednjih vrijednosti.
Odnos sa Celzijusovim i Kelvinovim skalama
Kao što je već spomenuto, Réaumur temperatura se sada ne koristi gotovo nigdje, međutim, ponekad se koristi prilikom pripreme šećernog sirupa i u proizvodnji karamele. Stoga treba dati formule za pretvaranje Reaumurovih stupnjeva u Celzijus i Kelvin. Ove formule su sljedeće:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
U prikazanim izrazima R, C, K - stepeni Reaumur, Celzijus i Kelvin, redom. Provjera ispravnosti prve formule je prilično jednostavna: u nju zamjenjujemo vrijednost od 80 ° R, pri kojoj voda ključa. Tada dobijamo: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, što tačno odgovara tački ključanja ove tečnosti u normalnim uslovima u nama poznatoj skali.
Takođe, evo inverznih formula za pretvaranje stepena Celzijusa i Kelvina u Reaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Imajte na umu da se nula stepeni Réaumur-a poklapa sa ovom temperaturom Celzijusa.
Primjer rješavanja problema
Kao što se može vidjeti iz formula iz prethodnog paragrafa, konverzija između različitih mjernih skalatemperatura je dovoljno laka. Rešimo jednostavan problem: „U proizvodnji karamele korišćen je termometar baždaren na Reaumur stepene, koji je prilikom pripreme slatkiša pokazivao vrednost od 123°R. Koliko bi stepeni termometar pokazao da je baždaren na Celzijusova skala?"
Koristeći formulu za pretvaranje Reaumurovih stepeni u Celzijus, dobijamo: C=1,25123=153,75 °C. Za potpunost rješenja, ove stupnjeve također prevodimo u Kelvinovu vrijednost, dobivamo: K=1,25123 + 273, 15=426,9 °K.
