Բոլորը գիտեն, որ ջերմաստիճանը չափվում է Ցելսիուսի աստիճաններով: Մարդիկ, ովքեր ծանոթ են ֆիզիկային, գիտեն, որ այս մեծության միջազգային միավորը կելվինն է։ Ջերմաստիճանի հայեցակարգի և դրա որոշման համապատասխան գործիքների պատմական զարգացումը հանգեցրել է նրան, որ ներկայումս մենք օգտագործում ենք այլ մետրային համակարգեր, քան մեր նախնիները: Հոդվածում քննարկվում են հարցեր՝ ի՞նչ է Réaumur աստիճանը, երբ է այն օգտագործվել և ինչպես է այն կապված ջերմաստիճանի չափման ընդհանուր ընդունված սանդղակների հետ։
Rene Antoine Réaumur
Նախքան շրջապատող մարմինների ջերմաստիճանը որոշելու Réaumur սանդղակը դիտարկելը, հաշվի առեք դրա ստեղծողի անհատականությունը:
Ռենե Ռոմուրը ծնվել է 1683 թվականի փետրվարի 28-ին Ֆրանսիայի Լա Ռոշել քաղաքում։ Նա սկսել է սեր դրսևորել շրջակա աշխարհի գիտական հետազոտությունների նկատմամբ վաղ մանկությունից: Ռենեն հետաքրքրված էր ֆիզիկայով, մաթեմատիկայով,աստղագիտություն, իրավունք, փիլիսոփայություն, կենսաբանություն, մետալուրգիա, լեզուներ և շատ այլ առարկաներ։
25 տարեկանում նա դառնում է Ֆրանսիայի գիտությունների ակադեմիայի անդամ, և անմիջապես սկսում է վստահել ազգային մասշտաբով լուրջ գիտական նախագծերի իրականացումը։ Որպես Գիտությունների ակադեմիայի անդամ՝ Ռեումուրը 50 տարվա ընթացքում ամեն տարի հրատարակում էր գիտական աշխատություն։ Նրա բազմաթիվ աշխատություններ միջատների ուսումնասիրության, ինչպես նաև մետաղների հատկությունների ուսումնասիրության վերաբերյալ թարգմանվել են անգլերեն և գերմաներեն։ Նրա ժամանակակիցները նրան անվանում էին 18-րդ դարի Պլինիոս։
Գիտնականը մահացել է 74 տարեկանում՝ ձիարշավներից մեկի ժամանակ ձիուց ընկնելու հետևանքով։ Իրենից հետո Ռոմուրը թողել է գիտական ձեռագրեր, որոնք զբաղեցնում էին 138 թղթապանակ։
Բացում ջերմաստիճանի նոր սանդղակ
18-րդ դարի սկզբին աշխարհում գոյություն չուներ մարմինների ջերմաստիճանը չափելու ընդհանուր ընդունված սանդղակ։ 1731 թվականին թերմոդինամիկական փորձերի արդյունքում Ռենե Ռոմուրը առաջարկեց օգտագործել ջերմաստիճանի սանդղակ, որը սկսեց կրել նրա ազգանունը։ Այս սանդղակը կիրառվում է ավելի քան 100 տարի Եվրոպայի առաջատար երկրներում, մասնավորապես՝ Ֆրանսիայում, Գերմանիայում և Ռուսաստանում։ Այն ի վերջո փոխարինվեց Ցելսիուսի սանդղակով, որն այսօր էլ լայնորեն օգտագործվում է:
Հետաքրքիր է նշել, որ Ռոմուրն առաջարկել է օգտագործել իր սանդղակը Ցելսիուսից 11 տարի առաջ:
Փորձեր, որոնք հանգեցրին Réaumur սանդղակի գյուտին
Փորձերը, որոնք ոգեշնչել են գիտնականին նոր սանդղակ հորինել, շատ պարզ են:Դրանք հետևյալն են. Ռեմուրն իր առջեւ նպատակ է դրել չափել անցումային ջերմաստիճանը մարդկանց համար կենսական նշանակություն ունեցող հեղուկի՝ ջրի ագրեգացման վիճակների միջև, այսինքն՝ որոշել, թե երբ է այն սկսում բյուրեղանալ սառույցի ձևավորմամբ, և երբ է այն սկսում բյուրեղանալ։ եռում է և վերածվում գոլորշու։ Այդ նպատակով գիտնականը որոշել է օգտագործել ալկոհոլային ջերմաչափ, որն ինքն է նախագծել։
Reaumur-ի ջերմաչափը ապակյա խողովակ էր՝ մոտ 1,5 մետր բարձրությամբ, որը հիմքից լայնանում էր մոտ 10 սմ տրամագծով անոթի մեջ։. Հենց սպիրտային խառնուրդն է ընտրվել որպես աշխատանքային հեղուկ, քանի որ այս սպիրտային նյութն ունի ջերմային ընդարձակման 4 անգամ ավելի բարձր գործակից, քան ջուրը։ Վերջին փաստը նշանակում է, որ ալկոհոլի սյունակի մակարդակը շատ զգայուն է ջերմաստիճանի փոփոխությունների նկատմամբ, ուստի այն կարող է օգտագործվել խնդրո առարկա քանակությունը ճշգրիտ չափելու համար։
Ջերմաչափում սպիրտի սյունակի մակարդակը սահմանելով 0 աստիճանի վրա, երբ դրա հիմքը իջեցվում է հալվող սառույցի մեջ, Ռեոմուրը չափեց այս արժեքը՝ սարքը դնելով եռացող ջրի մեջ: Գիտնականը նկատել է, որ եթե ալկոհոլի սյունակի սկզբնական բարձրությունը 1000 միավոր է, ապա դրա վերջնական արժեքը 1080 միավոր է։ 80 թիվը, որպես ջերմաչափի սյունակի տաք և սառը մակարդակների տարբերություն, Ռոմուրը դրեց իր ջերմաստիճանի սանդղակի հիմքում։
օկտալ սանդղակ
Ինչպես ասվեց, Réaumur սանդղակի (°R) 0 աստիճանը համապատասխանում է սառույցի հալման (հալման) ջերմաստիճանին, իսկ 80 °R՝ ջրի եռման ջերմաստիճանին։ Դա նշանակում է,որ ֆրանսիացի գիտնականի առաջարկած սանդղակը ութսուն տասնորդական է, ինչն այն տարբերում է Ցելսիուսի կամ Կելվինի սանդղակներից, որոնք հիմնված են 100 թվի վրա։ Մեր թվային համակարգը տասնորդական է, ուստի 10, 100 և այլն թվեր օգտագործելը շատ ավելի հարմար է, քան միջանկյալ արժեքները:
Հարաբերություններ Ցելսիուսի և Կելվինի սանդղակների հետ
Ինչպես նշվեց վերևում, այժմ Réaumur ջերմաստիճանը գրեթե ոչ մի տեղ չի օգտագործվում, սակայն երբեմն այն օգտագործվում է շաքարի օշարակի պատրաստման և կարամելի արտադրության ժամանակ: Հետևաբար, պետք է տրվեն Reaumur աստիճանները Ցելսիուսի և Կելվինի փոխակերպման բանաձևերը։ Այս բանաձևերը հետևյալն են՝
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
Ներկայացված R, C, K արտահայտություններում համապատասխանաբար Réaumur, Celsius և Kelvin աստիճաններ։ Առաջին բանաձևի ճշգրտությունը ստուգելը բավականին պարզ է. մենք դրա մեջ փոխարինում ենք 80 ° R արժեքը, որի ժամանակ ջուրը եռում է: Այնուհետև մենք ստանում ենք.
Նաև, ահա Ցելսիուսի և Կելվինի աստիճանները Ռոմուրի փոխարկելու հակադարձ բանաձևերը.
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Նշեք, որ զրոյական Réaumur-ը համընկնում է այս Ցելսիուսի ջերմաստիճանի հետ:
Խնդիրների լուծման օրինակ
Ինչպես երևում է նախորդ պարբերության բանաձևերից, փոխարկումը տարբեր չափումների սանդղակների միջևջերմաստիճանը բավականաչափ հեշտ է: Եկեք լուծենք մի պարզ խնդիր. «Կարամելի արտադրության մեջ օգտագործվել է Réaumur աստիճանի չափաչափված ջերմաչափ, որը քաղցրավենիքի պատրաստման ժամանակ ցույց է տվել 123 ° R արժեք: Քանի՞ աստիճան ցույց կտա ջերմաչափը, եթե այն չափաբերվեր Ցելսիուսի սանդղակը:"
Օգտագործելով Réaumur աստիճանները Ցելսիուսի փոխարկելու բանաձևը, մենք ստանում ենք՝ C=1,25123=153,75 °C: Լուծման ամբողջականության համար մենք նաև այս աստիճանները թարգմանում ենք Կելվինի արժեքի, ստանում ենք՝ K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K:
