निरपेक्ष तापमान पैमाना.

तापीय ऊर्जा मात्रा का मापन

सबसे महत्वपूर्ण तापीय ऊर्जा मात्राओं में से एक तापमान है। तापमान एक भौतिक मात्रा है जो किसी पिंड के ताप की डिग्री या उसकी तापीय ऊर्जा क्षमता को दर्शाती है।लगभग सब कुछ तकनीकी प्रक्रियाएंऔर किसी पदार्थ के विभिन्न गुण तापमान पर निर्भर करते हैं।

ऐसे विपरीत भौतिक मात्राएँद्रव्यमान, लंबाई आदि की तरह, तापमान एक व्यापक (पैरामीट्रिक) नहीं है, बल्कि एक गहन (सक्रिय) मात्रा है। यदि किसी सजातीय पिंड को आधे में विभाजित किया जाता है, तो उसका द्रव्यमान भी आधे में विभाजित हो जाता है। तापमान, एक गहन मात्रा होने के कारण, इसमें योज्यता का यह गुण नहीं होता है, अर्थात। तापीय संतुलन में किसी प्रणाली के लिए, प्रणाली के प्रत्येक भाग का तापमान समान होता है। इसलिए, तापमान मानक बनाना संभव नहीं है, जैसे व्यापक मात्रा के मानक बनाए जाते हैं।

तापमान को केवल अप्रत्यक्ष रूप से, तापमान पर निर्भरता के आधार पर मापा जा सकता है भौतिक गुणऐसे पिंड जिन्हें सीधे मापा जा सकता है। पिंडों के इन गुणों को थर्मोमेट्रिक कहा जाता है।इनमें लंबाई, घनत्व, आयतन, थर्मोइलेक्ट्रिक पावर, विद्युत प्रतिरोध आदि शामिल हैं। थर्मोमेट्रिक गुणों से युक्त पदार्थ कहलाते हैं थर्मोमेट्रिक.तापमान मापने के उपकरण को थर्मामीटर कहा जाता है। थर्मामीटर बनाने के लिए आपके पास एक तापमान पैमाना होना चाहिए।

तापमान पैमाना तापमान और मापी गई थर्मोमेट्रिक संपत्ति के मूल्यों के बीच एक विशिष्ट कार्यात्मक संख्यात्मक संबंध है।इस संबंध में, किसी भी थर्मोमेट्रिक गुण की पसंद के आधार पर तापमान पैमाने का निर्माण संभव लगता है। साथ ही, ऐसी कोई सामान्य थर्मोमेट्रिक संपत्ति नहीं है जो तापमान परिवर्तन से रैखिक रूप से संबंधित हो और तापमान माप की विस्तृत श्रृंखला पर अन्य कारकों पर निर्भर न हो।

पहला तापमान तराजू 18वीं शताब्दी में प्रकट हुआ। उनके निर्माण के लिए, दो संदर्भ बिंदु टी 1 और टी 2 का चयन किया गया, जो शुद्ध पदार्थों के चरण संतुलन तापमान का प्रतिनिधित्व करते हैं। तापमान अंतर t 2 - t 1 कहलाता है मुख्य तापमान रेंज.जर्मन भौतिक विज्ञानी गेब्रियल डैनियल फ़ारेनहाइट (1715), स्वीडिश भौतिक विज्ञानी एंडर्स सेल्सियस (1742) और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी रेने एंटोनी रेउमुर (1776) ने तराजू का निर्माण करते समय तापमान के बीच एक रैखिक संबंध की धारणा पर आधारित थे। टीऔर थर्मोमेट्रिक गुण, जिसका उपयोग तरल की मात्रा के विस्तार के रूप में किया गया था वी, यानी

टी = ए + बीवी, (1)

कहाँ एऔर बी– स्थिर गुणांक.

इस समीकरण में V = V 1 को t = t 1 पर और V = V 2 को t = t 2 पर प्रतिस्थापित करने पर, परिवर्तन के बाद हमें तापमान स्केल समीकरण प्राप्त होता है:


फारेनहाइट, रेउमुर और सेल्सियस स्केल में, बर्फ का पिघलने बिंदु टी 1 +32 0, 0 0 और 0 0 के अनुरूप है, और पानी का क्वथनांक टी 2 - 212 0, 80 0 और 100 0 के अनुरूप है। इन पैमानों में मुख्य अंतराल t 2 - t 1 को क्रमशः N = 180, 80 और 100 बराबर भागों में विभाजित किया गया है, और प्रत्येक अंतराल के 1/N भाग को फ़ारेनहाइट डिग्री कहा जाता है - t 0 F, रेउमुर डिग्री t 0 R और सेल्सियस डिग्री टी 0 सी इस प्रकार, इस सिद्धांत के अनुसार निर्मित तराजू के लिए, डिग्री माप की एक इकाई नहीं है, बल्कि एक इकाई अंतराल का प्रतिनिधित्व करती है - पैमाने का पैमाना।

तापमान को एक पैमाने से दूसरे पैमाने में बदलने के लिए, निम्नलिखित अनुपात का उपयोग करें:

(3)

बाद में यह पाया गया कि एक ही थर्मोमेट्रिक गुण और एक समान डिग्री स्केल का उपयोग करके विभिन्न थर्मोमेट्रिक पदार्थों (पारा, अल्कोहल, आदि) वाले थर्मामीटर की रीडिंग केवल संदर्भ बिंदुओं पर मेल खाती है, और अन्य बिंदुओं पर रीडिंग अलग हो जाती है। तापमान मापते समय उत्तरार्द्ध विशेष रूप से ध्यान देने योग्य होता है जिसका मान मुख्य अंतराल से दूर स्थित होता है।

इस परिस्थिति को इस तथ्य से समझाया गया है कि तापमान और थर्मोमेट्रिक संपत्ति के बीच संबंध वास्तव में गैर-रैखिक है और यह गैर-रैखिकता विभिन्न थर्मोमेट्रिक पदार्थों के लिए अलग-अलग है। विशेष रूप से, तापमान और तरल मात्रा में परिवर्तन के बीच गैर-रैखिकता को इस तथ्य से समझाया जाता है कि तरल के वॉल्यूमेट्रिक विस्तार का तापमान गुणांक तापमान के साथ बदलता रहता है और यह परिवर्तन अलग-अलग बूंदों वाले तरल पदार्थ के लिए अलग-अलग होता है।

वर्णित सिद्धांत के आधार पर, आप किसी भी संख्या में पैमाने बना सकते हैं जो एक दूसरे से काफी भिन्न होते हैं। ऐसे पैमानों को पारंपरिक डिग्री कहा जाता है, और इन पैमानों के पैमाने को पारंपरिक डिग्री कहा जाता है।

पदार्थों के थर्मोमेट्रिक गुणों से स्वतंत्र तापमान पैमाने बनाने की समस्या को केल्विन द्वारा 1848 में हल किया गया था, और उनके द्वारा प्रस्तावित पैमाने को थर्मोडायनामिक कहा गया था। पारंपरिक तापमान पैमानों के विपरीत, थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना है निरपेक्ष.

थर्मोडायनामिक तापमान पैमानाऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के उपयोग पर आधारित। इस कानून के अनुसार, गुणांक उपयोगी क्रियारिवर्स कार्नोट चक्र पर चलने वाले ऊष्मा इंजन का h केवल हीटर T n और रेफ्रिजरेटर T x के तापमान से निर्धारित होता है और यह काम करने वाले पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है:

(4)

जहां Q n और Q x क्रमशः हीटर से कार्यशील पदार्थ द्वारा प्राप्त और रेफ्रिजरेटर को दी गई गर्मी की मात्रा है।

केल्विन ने तापमान निर्धारित करने के लिए समानता का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा

इसलिए, एक वस्तु को हीटर के रूप में और दूसरी को रेफ्रिजरेटर के रूप में उपयोग करके और उनके बीच कार्नोट चक्र चलाकर, एक वस्तु से ली गई और दूसरी वस्तु को दी गई गर्मी के अनुपात को मापकर वस्तुओं का तापमान अनुपात निर्धारित करना संभव है। परिणामी तापमान पैमाना कार्यशील पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है और इसे पूर्ण तापमान पैमाना कहा जाता है। निरपेक्ष तापमान का एक निश्चित मान रखने के लिए, पानी के क्वथनांक T kv और बर्फ T tl के पिघलने बिंदु के बीच थर्मोडायनामिक तापमान में अंतर को 100 0 के बराबर लेने का प्रस्ताव किया गया था। इस तरह के अंतर को अपनाने से सेंटीग्रेड सेल्सियस तापमान पैमाने से थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने के संख्यात्मक मूल्य की निरंतरता बनाए रखने का लक्ष्य प्राप्त हुआ। टी.ओ., क्रमशः क्यू केवी और क्यू टीएल के माध्यम से हीटर (उबलते पानी) से प्राप्त और रेफ्रिजरेटर (बर्फ पिघलने) को दी गई गर्मी की मात्रा को दर्शाता है, और टी केवी - टी टीएल = 100 लेते हुए, हम प्राप्त करते हैं:

और (6)

हीटर के किसी भी तापमान T के लिए, रेफ्रिजरेटर के T tl के स्थिर मान और कार्नोट मशीन के कार्यशील पदार्थ द्वारा इसे दी गई ऊष्मा Q t की मात्रा के साथ, हमारे पास होगा:

(7)

समीकरण (6) समीकरण है सेंटीग्रेड थर्मोडायनामिक तापमान स्केलऔर दर्शाता है कि इस पैमाने पर तापमान का मान T रैखिक रूप से ऊष्मा इंजन के कार्यशील पदार्थ द्वारा प्राप्त ऊष्मा Q की मात्रा से संबंधित होता है, जब यह कार्नोट चक्र निष्पादित करता है, और, परिणामस्वरूप, थर्मोडायनामिक के गुणों पर निर्भर नहीं होता है पदार्थ। थर्मोडायनामिक तापमान की एक डिग्री को शरीर के तापमान और बर्फ के पिघलने के तापमान के बीच का अंतर माना जाता है, जिस पर रिवर्स कार्नोट चक्र में किया गया कार्य कार्नोट चक्र के क्वथनांक के बीच किए गए कार्य के 1/100 के बराबर होता है। पानी और बर्फ का पिघलने का तापमान (बशर्ते कि दोनों चक्रों में रेफ्रिजरेटर को दी जाने वाली गर्मी की मात्रा समान हो)।

दक्षता की परिभाषा से इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि अधिकतम मान h=1 पर T x शून्य के बराबर होना चाहिए। यह सबसे कम तापमानकेल्विन ने इसे परम शून्य कहा। थर्मोडायनामिक पैमाने पर तापमान को "K" नामित किया गया है।

दो संदर्भ बिंदुओं पर आधारित थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने में अपर्याप्त माप सटीकता है। तापमान को पुन: उत्पन्न करना लगभग कठिन है निर्दिष्ट बिंदु, क्योंकि वे दबाव के साथ-साथ पानी में नमक की मात्रा पर भी निर्भर करते हैं। इसलिए, केल्विन और मेंडेलीव ने एक संदर्भ बिंदु के आधार पर थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने के निर्माण की व्यवहार्यता का विचार व्यक्त किया।

थर्मोमेट्री सलाहकार समिति अंतर्राष्ट्रीय समिति 1954 में वज़न और माप ने एक संदर्भ बिंदु - पानी का त्रिगुण बिंदु (ठोस, तरल और गैसीय चरणों में पानी का संतुलन बिंदु) का उपयोग करके थर्मोडायनामिक पैमाने की परिभाषा में जाने की सिफारिश को अपनाया, जिसे विशेष जहाजों में आसानी से पुन: पेश किया जाता है। 0.0001 K से अधिक की त्रुटि के साथ इस बिंदु का तापमान 273.16 K माना जाता है, अर्थात। बर्फ के पिघलने के तापमान से 0.01 K अधिक। यह संख्या इसलिए चुनी गई ताकि नए पैमाने पर तापमान मान व्यावहारिक रूप से दो संदर्भ बिंदुओं वाले पुराने सेल्सियस पैमाने से भिन्न न हो। दूसरा संदर्भ बिंदु पूर्ण शून्य है, जिसका व्यावहारिक रूप से एहसास नहीं होता है, लेकिन इसकी एक निश्चित स्थिति होती है।

1967 में XIII साधारण सभावज़न और माप पर थर्मोडायनामिक तापमान की इकाई की परिभाषा को निम्नलिखित शब्दों में स्पष्ट किया गया है: " केल्विन- पानी के त्रिक बिंदु के थर्मोडायनामिक तापमान का 1/273.16 भाग। थर्मोडायनामिक तापमान को डिग्री सेल्सियस में भी व्यक्त किया जा सकता है:

टी = टी– 273.15 K (8)

कहानी

"तापमान" शब्द उन दिनों उत्पन्न हुआ जब लोगों का मानना ​​था कि शरीर में अधिक गर्म पदार्थ होते हैं अधिकविशेष पदार्थ - कैलोरी, कम गर्म वाले की तुलना में। इसलिए, तापमान को शरीर के पदार्थ और कैलोरी के मिश्रण की ताकत के रूप में माना जाता था। इस कारण से, मादक पेय पदार्थों की ताकत और तापमान को मापने की इकाइयों को समान - डिग्री कहा जाता है।

चूँकि तापमान अणुओं की गतिज ऊर्जा है, इसलिए यह स्पष्ट है कि इसे ऊर्जा इकाइयों में मापना सबसे स्वाभाविक है (अर्थात जूल में एसआई प्रणाली में)। हालाँकि, तापमान माप आणविक गतिज सिद्धांत के निर्माण से बहुत पहले शुरू हुआ था, इसलिए व्यावहारिक पैमाने पारंपरिक इकाइयों - डिग्री में तापमान को मापते हैं।

केल्विन स्केल

थर्मोडायनामिक्स केल्विन पैमाने का उपयोग करता है, जिसमें तापमान को पूर्ण शून्य (सैद्धांतिक रूप से संभव न्यूनतम के अनुरूप स्थिति) से मापा जाता है आंतरिक ऊर्जाशरीर), और एक केल्विन पूर्ण शून्य से पानी के त्रिक बिंदु (वह अवस्था जिसमें बर्फ, पानी और जल वाष्प संतुलन में होते हैं) की दूरी के 1/273.16 के बराबर है। बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक का उपयोग केल्विन को ऊर्जा इकाइयों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। व्युत्पन्न इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है: किलोकेल्विन, मेगाकेल्विन, मिलिकेल्विन, आदि।

सेल्सीयस

रोजमर्रा की जिंदगी में सेल्सियस पैमाने का उपयोग किया जाता है, जिसमें पानी का हिमांक बिंदु 0 और पानी का क्वथनांक 100° लिया जाता है। वायु - दाब. चूंकि पानी के हिमांक और क्वथनांक अच्छी तरह से परिभाषित नहीं हैं, इसलिए सेल्सियस पैमाने को वर्तमान में केल्विन पैमाने का उपयोग करके परिभाषित किया जाता है: एक डिग्री सेल्सियस एक केल्विन के बराबर होता है, पूर्ण शून्य को -273.15 डिग्री सेल्सियस माना जाता है। सेल्सियस पैमाना व्यावहारिक रूप से बहुत सुविधाजनक है क्योंकि हमारे ग्रह पर पानी बहुत आम है और हमारा जीवन इस पर आधारित है। शून्य सेल्सियस मौसम विज्ञान के लिए एक विशेष बिंदु है, क्योंकि वायुमंडलीय पानी के जमने से सब कुछ महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है।

फ़ारेनहाइट

इंग्लैंड और विशेषकर संयुक्त राज्य अमेरिका में फारेनहाइट पैमाने का उपयोग किया जाता है। इस पैमाने में तापमान से अंतराल को ही 100 डिग्री में बाँट दिया जाता है। कड़ाके की सर्दीउस शहर में जहां फ़ारेनहाइट रहता था, तापमान तक मानव शरीर. शून्य डिग्री सेल्सियस 32 डिग्री फ़ारेनहाइट है, और एक डिग्री फ़ारेनहाइट 5/9 डिग्री सेल्सियस है।

फ़ारेनहाइट पैमाने की वर्तमान परिभाषा इस प्रकार है: यह एक तापमान पैमाना है जिसमें 1 डिग्री (1 °F) पानी के क्वथनांक और वायुमंडलीय दबाव पर बर्फ के पिघलने के तापमान के बीच के अंतर के 1/180 के बराबर है, और बर्फ का गलनांक +32°F होता है। फ़ारेनहाइट तापमान सेल्सियस तापमान (t °C) से t °C = 5/9 (t °F - 32) के अनुपात से संबंधित है, अर्थात, 1 °F के तापमान में परिवर्तन 5/9 ° के परिवर्तन के अनुरूप है। सी। 1724 में जी. फ़ारेनहाइट द्वारा प्रस्तावित।

रेउमुर स्केल

1730 में आर. ए. रेउमुर द्वारा प्रस्तावित, जिन्होंने अपने द्वारा आविष्कार किए गए अल्कोहल थर्मामीटर का वर्णन किया था।

इकाई डिग्री रेउमुर (°R) है, 1 °R संदर्भ बिंदुओं के बीच तापमान अंतराल के 1/80 के बराबर है - बर्फ का पिघलने का तापमान (0 °R) और पानी का क्वथनांक (80 °R)

1 °R = 1.25 °C.

वर्तमान में, यह पैमाना उपयोग से बाहर हो गया है; यह लेखक की मातृभूमि फ्रांस में सबसे लंबे समय तक जीवित रहा।

मुख्य पैमानों के बीच तापमान का रूपांतरण

केल्विन

सेल्सीयस

फ़ारेनहाइट

केल्विन (के)

सी + 273.15

= (एफ + 459.67)/1.8

सेल्सियस (डिग्री सेल्सियस)

के - 273.15

= (एफ − 32) / 1.8

फ़ारेनहाइट (°F)

के 1.8 − 459.67

सी 1.8 + 32

तापमान पैमानों की तुलना

विवरण

 केल्विन सेल्सीयस

फ़ारेनहाइट

 न्यूटन थर्मामीटर

परम शून्य

−273.15

−459.67

−90.14

−218.52

फ़ारेनहाइट (नमक और बर्फ समान मात्रा में) के मिश्रण का पिघलने का तापमान

255.37

−17.78

−5.87

−14.22

पानी का हिमांक बिंदु (सामान्य स्थिति)

273.15

औसत मानव शरीर का तापमान ¹

310.0

36.8

98.2

12.21

29.6

पानी का क्वथनांक (सामान्य स्थिति)

373.15

सौर सतह का तापमान

5800

5526

9980

1823

4421

¹ सामान्य मानव शरीर का तापमान 36.6 °C ±0.7 °C, या 98.2 °F ±1.3 °F होता है। सामान्यतः उद्धृत 98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट का मान 19वीं सदी के जर्मन मान 37 डिग्री सेल्सियस के फ़ारेनहाइट का सटीक रूपांतरण है। क्योंकि यह मान सीमा में नहीं है सामान्य तापमानआधुनिक विचारों के अनुसार हम कह सकते हैं कि इसमें अत्यधिक (गलत) सटीकता है। इस तालिका में कुछ मानों को पूर्णांकित किया गया है।

फारेनहाइट और सेल्सियस पैमाने की तुलना

(का- फ़ारेनहाइट स्केल, ओसी- सेल्सियस स्केल)

हेएफ

हेसी

हेएफ

हेसी

हेएफ

हेसी

हेएफ

हेसी

459.67
-450
-400
-350
-300
-250
-200
-190
-180
-170
-160
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-95
-90
-85
-80
-75
-70
-65

273.15
-267.8
-240.0
-212.2
-184.4
-156.7
-128.9
-123.3
-117.8
-112.2
-106.7
-101.1
-95.6
-90.0
-84.4
-78.9
-73.3
-70.6
-67.8
-65.0
-62.2
-59.4
-56.7
-53.9

60
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-20
-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5

51.1
-48.3
-45.6
-42.8
-40.0
-37.2
-34.4
-31.7
-28.9
-28.3
-27.8
-27.2
-26.7
-26.1
-25.6
-25.0
-24.4
-23.9
-23.3
-22.8
-22.2
-21.7
-21.1
-20.6

4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

20.0
-19.4
-18.9
-18.3
-17.8
-17.2
-16.7
-16.1
-15.6
-15.0
-14.4
-13.9
-13.3
-12.8
-12.2
-11.7
-11.1
-10.6
-10.0
-9.4
-8.9
-8.3
-7.8
-7.2

20
21
22
23
24
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
125
150
200

6.7
-6.1
-5.6
-5.0
-4.4
-3.9
-1.1
1.7
4.4
7.2
10.0
12.8
15.6
18.3
21.1
23.9
26.7
29.4
32.2
35.0
37.8
51.7
65.6
93.3

डिग्री सेल्सियस को केल्विन में बदलने के लिए, आपको सूत्र का उपयोग करना होगा टी=टी+टी 0जहां T केल्विन में तापमान है, t तापमान डिग्री सेल्सियस में है, T 0 =273.15 केल्विन है। एक डिग्री सेल्सियस का आकार केल्विन के बराबर होता है।

तापमान पैमाना

तापमान पैमाना, तापमान मापने के लिए स्नातक पैमाने। किसी भी तापमान पैमाने को बनाने के लिए थर्मोमेट्रिक पैरामीटर के चयन की आवश्यकता होती है जो तापमान के साथ रैखिक रूप से भिन्न होता है (उदाहरण के लिए, निरंतर दबाव पर गैस की मात्रा या ट्यूब में तरल का विस्तार), दो या अधिक निश्चित, आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य बिंदु (के लिए) उदाहरण के लिए, पानी के उबलने और जमने के बिंदु) और निश्चित बिंदुओं के बीच मनमाने विभाजन (डिग्री कहलाते हैं) को परिभाषित करें। गैस, अल्कोहल, पारा का विस्तार, विद्युत प्रतिरोध और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का उपयोग आमतौर पर थर्मोमेट्रिक मापदंडों के रूप में किया जाता है। सबसे आम तापमान पैमाने फ़ारेनहाइट, सेल्सियस (सेंटीग्रेड), और केल्विन (या निरपेक्ष) हैं; उन्हें °F, °C, और K के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। फ़ारेनहाइट पैमाने ने शुरू में पानी के हिमांक बिंदु (32 °F माना जाता है) और मानव शरीर के तापमान (96 °F, बाद में 98.6 °F) को निश्चित बिंदुओं के रूप में इस्तेमाल किया। उनके बीच के अंतराल को 64 डिग्री में विभाजित किया गया था; पानी का क्वथनांक एक्सट्रपलेशन द्वारा 212°F निर्धारित किया जाता है। सेल्सियस स्केल पानी के हिमांक और क्वथनांक को क्रमशः 0°C और 100°C के रूप में उपयोग करता है; अंतराल को 100 डिग्री से विभाजित किया गया है। केल्विन, या थर्मोडायनामिक, पैमाने पर शून्य (-273.15 डिग्री सेल्सियस, -459.67 डिग्री फारेनहाइट)


वैज्ञानिक और तकनीकी विश्वकोश शब्दकोश.

देखें अन्य शब्दकोशों में "तापमान पैमाना" क्या है:

    तापमान पैमाना- थर्मामीटर पैमाने पर संख्यात्मक बिंदुओं की एक श्रृंखला, स्थिर तापमान के दो बिंदुओं द्वारा सीमित तापमान अंतराल के भीतर वितरित की जाती है, जिसे मुख्य मुख्य संदर्भ बिंदुओं के रूप में लिया जाता है (आमतौर पर समान भौतिक अवस्थाओं के लिए, उदाहरण के लिए तापमान...) बिग पॉलिटेक्निक इनसाइक्लोपीडिया

    तापमान पैमाना- - [ए.एस. गोल्डबर्ग। अंग्रेजी-रूसी ऊर्जा शब्दकोश। 2006] विषय: सामान्य EN तापमान पैमाने में ऊर्जा...

    तापमान पैमाना- टेम्परेचर स्केल स्टेटस टी स्रिटिस एनर्जेटिक एपीब्रेज़टिस वेरिसी, न्यूरोडानसीओ एटिटिंकमो टेम्परेचरोस मैटाविमो वियेनेटो सेक, विसुमा। atitikmenys: अंग्रेजी. तापमान स्केल वोक. Temperaturskala, एफ रूस। तापमान स्केल, एफ प्रैंक। एशेल डे… … Aiškinamasis šilumės ir Branduolinės technikos टर्मिनस žodynas

    तापमान पैमाना- तापमान पैमाना... रासायनिक पर्यायवाची शब्दकोष I

    अब हवा, पानी, शरीर आदि का तापमान मापने के लिए। हम सेल्सियस पैमाने का उपयोग करते हैं, जिसमें एक डिग्री उबलते पानी और पिघलती बर्फ के तापमान के बीच के अंतर के 1/100 के बराबर है। एक REOMUR स्केल भी है, जिसमें एक डिग्री 1/80 के बराबर होती है... ... रूसी का विश्वकोश जीवन XIXशतक

    केल्विन तापमान पैमाना- थर्मोडायनामिक तापमान स्केल (TC), जिसमें 0°K=-273.16°C (1K=1°C)। Syn.: पूर्ण तापमान पैमाना; केल्विन स्केल... भूगोल का शब्दकोश

    फ़ारेनहाइट तापमान पैमाना- 32°F के पानी के हिमांक बिंदु और 212°F के क्वथनांक के साथ तापमान पैमाना [सेल्सियस तापमान स्केल (C) में रूपांतरण सूत्र का उपयोग करके किया जाता है: C=(F 32)5/9] ... भूगोल का शब्दकोश

    सेल्सियस तापमान पैमाना- स्वीडिश खगोलशास्त्री ए. सेल्सियस द्वारा प्रस्तावित तापमान पैमाना (t°C), जो पानी के हिमांक और क्वथनांक के बीच के अंतराल को 100 भागों में विभाजित करता है, ताकि मानक वायुमंडलीय दबाव पर पानी का हिमांक बिंदु 0° हो। सी, और ... ... भूगोल का शब्दकोश

    रेउमुर तापमान पैमाना- रेउमुर थर्मामीटर - विषय तेल और गैस उद्योग समानार्थक शब्द रेउमुर थर्मामीटर EN रेउमुर स्केल ... तकनीकी अनुवादक मार्गदर्शिका

    रैंकिन तापमान पैमाना- - [ए.एस. गोल्डबर्ग। अंग्रेजी-रूसी ऊर्जा शब्दकोश। 2006] सामान्य ईएन रैंकिन स्केल में ऊर्जा विषय... तकनीकी अनुवादक मार्गदर्शिका

मानवता ने लगभग 400 साल पहले तापमान मापना सीखा था। लेकिन आज के थर्मामीटर से मिलते-जुलते पहले उपकरण 15वीं शताब्दी में ही सामने आए। प्रथम थर्मामीटर के आविष्कारक वैज्ञानिक गेब्रियल फ़ारेनहाइट थे। कुल मिलाकर, दुनिया में कई अलग-अलग तापमान पैमानों का आविष्कार किया गया, उनमें से कुछ अधिक लोकप्रिय थे और आज भी उपयोग किए जाते हैं, अन्य धीरे-धीरे उपयोग से बाहर हो गए।

तापमान पैमाने तापमान मानों की प्रणालियाँ हैं जिनकी एक दूसरे से तुलना की जा सकती है। चूँकि तापमान कोई ऐसी मात्रा नहीं है जिसे सीधे मापा जा सके, इसका मान किसी पदार्थ (उदाहरण के लिए, पानी) की तापमान स्थिति में बदलाव से जुड़ा होता है। सभी तापमान पैमानों पर, एक नियम के रूप में, चयनित थर्मोमेट्रिक पदार्थ के विभिन्न चरणों में संक्रमण तापमान के अनुरूप दो बिंदु दर्ज किए जाते हैं। ये तथाकथित संदर्भ बिंदु हैं। उदाहरणों में पानी का क्वथनांक, सोने का जमना बिंदु आदि शामिल हैं। इनमें से एक बिंदु को उत्पत्ति के रूप में लिया जाता है। उनके बीच के अंतराल को एक निश्चित संख्या में समान खंडों में विभाजित किया गया है, जो एकल हैं। एक डिग्री को सार्वभौमिक रूप से एक इकाई के रूप में स्वीकार किया जाता है।

दुनिया में सबसे लोकप्रिय और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तापमान पैमाने सेल्सियस और फ़ारेनहाइट पैमाने हैं। हालाँकि, आइए उपलब्ध पैमानों को क्रम से देखें और उपयोग में आसानी और व्यावहारिक उपयोगिता के दृष्टिकोण से उनकी तुलना करने का प्रयास करें। पाँच सबसे प्रसिद्ध पैमाने हैं:

1. फारेनहाइट पैमाने का आविष्कार जर्मन वैज्ञानिक फारेनहाइट ने किया था। ठंडे लोगों में से एक सर्दी के दिन 1709 में, वैज्ञानिक के थर्मामीटर में पारा बहुत कम तापमान पर गिर गया, जिसे उन्होंने नए पैमाने पर शून्य के रूप में लेने का प्रस्ताव दिया। एक अन्य संदर्भ बिंदु मानव शरीर का तापमान था। उसके पैमाने पर पानी का हिमांक +32° और क्वथनांक +212° था। फ़ारेनहाइट पैमाना विशेष रूप से विचारशील या सुविधाजनक नहीं है। पहले, वर्तमान में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था - लगभग केवल संयुक्त राज्य अमेरिका में।

2. 1731 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक रेने डी रेउमुर द्वारा आविष्कार किए गए रेउमुर पैमाने के अनुसार, निचला संदर्भ बिंदु पानी का हिमांक बिंदु है। यह पैमाना अल्कोहल के उपयोग पर आधारित है, जो गर्म होने पर फैलता है, इसे जलाशय और ट्यूब में शून्य पर अल्कोहल की मात्रा का एक हजारवां हिस्सा माना जाता है। यह पैमाना अब प्रयोग से बाहर हो गया है।

3. सेल्सियस पैमाने पर (1742 में एक स्वीडनवासी द्वारा प्रस्तावित), बर्फ और पानी के मिश्रण का तापमान (वह तापमान जिस पर बर्फ पिघलती है) शून्य के रूप में लिया जाता है; दूसरा मुख्य बिंदु वह तापमान है जिस पर पानी उबलता है; उनके बीच के अंतराल को 100 भागों में विभाजित करने का निर्णय लिया गया और एक भाग को माप की इकाई के रूप में लिया गया - डिग्री सेल्सियस। फ़ारेनहाइट पैमाने और रेउमुर पैमाने की तुलना में अधिक तर्कसंगत, और अब इसका उपयोग हर जगह किया जाता है।

4. केल्विन पैमाने का आविष्कार 1848 में लॉर्ड केल्विन (अंग्रेजी वैज्ञानिक डब्ल्यू. थॉमसन) ने किया था। इस पर शून्य बिंदु न्यूनतम संभव तापमान से मेल खाता है जिस पर किसी पदार्थ के अणुओं की गति रुक ​​जाती है। गैसों के गुणों का अध्ययन करते समय इस मान की गणना सैद्धांतिक रूप से की गई थी। सेल्सियस पैमाने पर, यह मान लगभग - 273°C से मेल खाता है, यानी शून्य सेल्सियस 273 K के बराबर है। नए पैमाने की माप की इकाई एक केल्विन थी (मूल रूप से इसे "डिग्री केल्विन" कहा जाता था)।

5. (स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. रैंकिन के नाम पर) का सिद्धांत केल्विन पैमाने के समान है, और आयाम फ़ारेनहाइट पैमाने के समान है। यह प्रणाली व्यावहारिक रूप से व्यापक नहीं थी।

फ़ारेनहाइट और सेल्सियस पैमाने हमें जो तापमान मान देते हैं, उन्हें आसानी से एक दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है। "अपने दिमाग में" (अर्थात जल्दी से, विशेष तालिकाओं का उपयोग किए बिना) फ़ारेनहाइट मान को डिग्री सेल्सियस में परिवर्तित करते समय, आपको मूल आंकड़े को 32 इकाइयों से कम करना होगा और 5/9 से गुणा करना होगा। इसके विपरीत (सेल्सियस से फ़ारेनहाइट पैमाने तक) - मूल मान को 9/5 से गुणा करें और 32 जोड़ें। तुलना के लिए: सेल्सियस में तापमान 273.15 डिग्री है, फ़ारेनहाइट में - 459.67 डिग्री।

तापमान सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है पर्यावरण(ओएस)। ओएस तापमान हीटिंग की डिग्री को दर्शाता है, जो आंतरिक द्वारा निर्धारित किया जाता है गतिज ऊर्जाअणुओं की तापीय गति। तापमान को तापीय अवस्था पैरामीटर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। पिंडों के ताप की डिग्री की तुलना करने के लिए, यह उनके किसी भी भौतिक गुण में परिवर्तन का उपयोग करता है जो तापमान पर निर्भर करता है और आसानी से मापने योग्य होता है (उदाहरण के लिए, किसी तरल का आयतन विस्तार, एक परिवर्तन विद्युत प्रतिरोधधातु, आदि)।

तापमान के मात्रात्मक निर्धारण के लिए आगे बढ़ने के लिए, एक तापमान पैमाना स्थापित करना आवश्यक है, अर्थात। प्रारंभिक बिंदु (तापमान पैमाने का शून्य) और तापमान अंतराल (डिग्री) के लिए माप की इकाई का चयन करें।

एकल तापमान पैमाने की शुरुआत से पहले उपयोग किए जाने वाले तापमान पैमाने रासायनिक रूप से शुद्ध पदार्थों के दो आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य स्थिरांक (मुख्य संदर्भ या संदर्भ) उबलते और पिघलने बिंदुओं द्वारा सीमित तापमान सीमा के भीतर निशानों की एक श्रृंखला हैं। इन तापमानों को मनमाने संख्यात्मक मान t" और t" के बराबर लिया गया, इस प्रकार, 1 डिग्री = (t" - t")/n, जहां t" और t" दो स्थिर, आसानी से पुनरुत्पादित तापमान हैं; किस तापमान सीमा में.

तापमान पैमाने को चिह्नित करने के लिए, गर्म होने पर पिंडों के आयतनात्मक विस्तार का सबसे अधिक उपयोग किया जाता था, और पानी के क्वथनांक और बर्फ के पिघलने को स्थिर बिंदुओं के रूप में लिया जाता था। लोमोनोसोव, फ़ारेनहाइट, रेउमुर और सेल्सियस द्वारा बनाए गए तापमान पैमाने इसी सिद्धांत पर आधारित हैं। इन पैमानों का निर्माण करते समय, तरल के आयतन विस्तार और तापमान के बीच एक रैखिक संबंध माना गया था, अर्थात।

जहां k आनुपातिकता गुणांक है (वॉल्यूमेट्रिक विस्तार के सापेक्ष तापमान गुणांक से मेल खाता है)। समाकलन समीकरण (1) देता है

जहाँ D एकीकरण स्थिरांक है।

स्थिरांक k और D को निर्धारित करने के लिए, दो चयनित तापमान t" और t" का उपयोग किया जाता है। तापमान t" पर आयतन V और तापमान t" - V" पर आयतन V लेते हुए, हम प्राप्त करते हैं

टी" = केवी" + डी; (3)

टी" = केवी" + डी; (4).

समीकरण (2) और (4) में से समीकरण (3) घटाने पर हमें प्राप्त होता है

टी - टी" = के(वी - वी") (5);

t" - t" = k(V" - V") (6).

समीकरण (5) को समीकरण (6) से विभाजित करने पर, हमें प्राप्त होता है

जहां t" और t" क्रमशः पिघलती बर्फ और उबलते पानी का तापमान हैं सामान्य दबावऔर गुरुत्वाकर्षण का त्वरण 980.665 सेमी/सेकेंड 2 ; वी" और वी" - तापमान टी" और टी" के अनुरूप तरल पदार्थ की मात्रा; V तापमान t के अनुरूप तरल का आयतन है।

प्रकृति में कोई तरल पदार्थ नहीं हैं रैखिक निर्भरताइसलिए, आयतन विस्तार और तापमान के गुणांक के बीच, थर्मामीटर की रीडिंग थर्मोमेट्रिक पदार्थ (पारा, अल्कोहल, आदि) की प्रकृति पर निर्भर करती है।

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, एक एकीकृत तापमान पैमाना बनाने की आवश्यकता पैदा हुई, जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ के किसी विशेष गुण से असंबंधित हो और विस्तृत तापमान सीमा के लिए उपयुक्त हो। 1848 में, केल्विन ने थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम के आधार पर, समानता के आधार पर तापमान निर्धारित करने का प्रस्ताव रखा

टी 2 /(टी 2 - टी 1) = क्यू 2 /(क्यू 2 - क्यू 1),

जहां टी 1 और टी 2 क्रमशः रेफ्रिजरेटर और हीटर का तापमान हैं; Q 1 और Q 2 क्रमशः हीटर से कार्यशील पदार्थ द्वारा प्राप्त और रेफ्रिजरेटर को दी गई ऊष्मा की मात्रा है (कार्नो चक्र पर चलने वाले एक आदर्श ऊष्मा इंजन के लिए)।

मान लीजिए कि T 2 पानी के क्वथनांक (T 100) के बराबर है, और T 1 बर्फ के पिघलने के तापमान (T 0) के बराबर है; फिर, अंतर टी 2 - टी 1 को 100 डिग्री के बराबर लेते हुए और क्यू 100 और क्यू 0 के माध्यम से इन तापमानों के अनुरूप गर्मी की मात्रा को निरूपित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं

टी 100 = क्यू 100 100/(क्यू 100 - क्यू 0); टी 0 = क्यू 0 100/(क्यू 100 - क्यू 0)।

किसी भी हीटर तापमान पर

टी = क्यू 100/(क्यू 100 - क्यू 0) (8).

यह समीकरण थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का एक समीकरण है, जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ के गुणों पर निर्भर नहीं करता है।

रूस में वज़न और माप पर ग्यारहवें सामान्य सम्मेलन के निर्णय में दो तापमान पैमानों के उपयोग का प्रावधान किया गया: थर्मोडायनामिक और अंतर्राष्ट्रीय व्यावहारिक।

थर्मोडायनामिक केल्विन स्केल में निम्नतम बिंदुपूर्ण शून्य बिंदु (0K) है, और एकमात्र प्रायोगिक मौलिक बिंदु पानी का त्रिगुण बिंदु है। यह बिंदु 273.16K से मेल खाता है। पानी का त्रिगुण बिंदु (ठोस, तरल और गैसीय चरणों में पानी का संतुलन तापमान) 0.01 डिग्री पर आपका बर्फ पिघलने का बिंदु है। थर्मोडायनामिक स्केल को निरपेक्ष कहा जाता है यदि बर्फ के पिघलने बिंदु के नीचे बिंदु 273.16 K को शून्य के रूप में लिया जाता है।

कड़ाई से बोलते हुए, केल्विन पैमाने को लागू करना असंभव है, क्योंकि इसका समीकरण आदर्श कार्नोट चक्र से लिया गया है। थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना एक आदर्श गैस से भरे गैस थर्मामीटर के पैमाने से मेल खाता है। यह ज्ञात है कि विस्तृत तापमान सीमा में कुछ वास्तविक गैसें (हाइड्रोजन, हीलियम, नियॉन, नाइट्रोजन) अपने गुणों में अपेक्षाकृत कम भिन्न होती हैं आदर्श गैस. इस प्रकार, हाइड्रोजन थर्मामीटर का पैमाना (आदर्श गैस से वास्तविक गैस के गुणों के विचलन के लिए सुधारों को ध्यान में रखते हुए) व्यावहारिक रूप से एक थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना है।

अंतर्राष्ट्रीय व्यावहारिक तापमान पैमाना प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संतुलन स्थितियों की एक श्रृंखला पर आधारित है, जो कुछ तापमानों (मुख्य संदर्भ बिंदुओं) के अनुरूप है, और इन तापमानों पर कैलिब्रेट किए गए संदर्भ उपकरणों पर आधारित है। मुख्य संदर्भ बिंदुओं के तापमान के बीच के अंतराल में, सूत्रों का उपयोग करके प्रक्षेप किया जाता है जो मानक उपकरणों की रीडिंग और अंतरराष्ट्रीय व्यावहारिक पैमाने के मूल्यों के बीच संबंध स्थापित करता है। मुख्य संदर्भ बिंदु कुछ शुद्ध पदार्थों के चरण संतुलन की कुछ अवस्थाओं के रूप में महसूस किए जाते हैं और -259.34 0 C (हाइड्रोजन का तिगुना संतुलन) से +1064.43 0 C (सोने का जमना बिंदु) तक तापमान सीमा को कवर करते हैं।

-259.34 से +630.74 0 C तक के तापमान रेंज में उपयोग किया जाने वाला संदर्भ उपकरण एक प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर है, +630.74 से +1064.43 0 C तक - थर्मोइलेक्ट्रोड और प्लैटिनम रोडियम (10% रोडियम) और प्लैटिनम के साथ एक थर्मोइलेक्ट्रिक थर्मामीटर है। 1064.43 0 C से ऊपर की तापमान सीमा के लिए, अंतरराष्ट्रीय व्यावहारिक पैमाने पर तापमान प्लैंक के विकिरण के नियम के अनुसार निर्धारित किया जाता है।

अंतर्राष्ट्रीय व्यावहारिक पैमाने पर मापा गया तापमान t, और द्वारा दर्शाया जाता है संख्यात्मक मान 0 C चिन्ह के साथ।

थर्मोडायनामिक पैमाने पर तापमान अंतरराष्ट्रीय व्यावहारिक पैमाने पर तापमान से T = t + 273.15 के संबंध से संबंधित है। 1948 में वज़न और माप पर IX आम सम्मेलन में, अंतर्राष्ट्रीय व्यावहारिक तापमान पैमाने को सेल्सियस स्केल नाम दिया गया था। अंतर्राष्ट्रीय व्यावहारिक तापमान स्केल और सेल्सियस स्केल में एक स्थिर बिंदु समान है (पानी का क्वथनांक); अन्य सभी बिंदुओं पर ये पैमाने काफी भिन्न होते हैं, विशेषकर उच्च तापमान पर।



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