Was gilt für künstliche Sprachen? Künstliche Sprachen. Für oder gegen künstliche Sprachen

Am 27. November 1701 wurde der schwedische Astronom, Geologe und Meteorologe Anders Celsius geboren – ein Mann, dessen Namen wir jeden Tag hören. An diesem Tag erinnern wir uns Drei Haupt Entdeckungen dieses Wissenschaftlers.

2013-11-27 15:42

Anders Celsius wurde am 27. November 1701 in Uppsala (Schweden) geboren. Sein Vater Niels Celsius und beide Großväter, Magnus Celsius und Anders Spole, waren Universitätsprofessoren. Viele weitere Verwandte von Celsius waren Wissenschaftler, darunter sein Onkel Olof Celsius, ein Theologe, Botaniker, Historiker und Orientalist.

Seit seiner Kindheit interessierte sich der kleine Anders sehr für die Welt um ihn herum und die Wissenschaften. Der zukünftige Astronom verwirklichte seine Leidenschaft für Wissen, indem er die Universität Uppsala besuchte, das älteste Bildungszentrum Skandinaviens.

Meteorologie und Geologie waren damals Teil des Astronomiestudiums, das Anders Celsius mit Bravour meisterte. Bereits 1730 wurde er ausgezeichnet Akademischer Grad Professor und begann an seiner Alma Mater zu unterrichten. Im Jahr 1741 gründete Celsius das Uppsala Astronomical Observatory.

Der große Wissenschaftler starb 1744 im Alter von 42 Jahren an Tuberkulose.

Celsius-Temperaturskala

Das Temperaturmesssystem hat den Namen verewigt Schwedischer Astronom. Die Menschheit nutzt es seit fast drei Jahrhunderten in Folge. Grad Celsius ist eingeschrieben Internationales System Einheiten (SI).

Im Jahr 1665 gründete der niederländische Physiker Christiaan Huygens zusammen mit Englischer Physiker Robert Hooke war der erste, der vorschlug, den Schmelzpunkt von Eis und den Siedepunkt von Wasser als Referenzpunkte auf der Temperaturskala zu verwenden.

Im Jahr 1742 entwickelte Anders Celsius auf Grundlage dieser Idee eine neue Temperaturskala. Ursprünglich war Null der Siedepunkt von Wasser und -100 Grad der Gefrierpunkt von Wasser bzw. der Schmelzpunkt von Eis.

Nach dem Tod von Celsius im Jahr 1747 drehten seine Landsleute, der Botaniker Carl Linnaeus und der Astronom Morten Stremer, die Waage um. So wurden bei ihm null Grad zu Null modernen Sinn, und der Siedepunkt wurde auf 100 Grad eingestellt.

Ein paar Jahre später Schwedischer Chemiker Jöns Jakob Berzelius nannte die Skala in seinem Werk „Handbuch der Chemie“ „Celsius“, und seitdem ist die Celsius-Temperaturskala nach Anders Celsius benannt.

Studieren der Form der Erde

Zur genauen Messung von Abmessungen und Formen Globus, Wissenschaftler mussten die Länge eines Segments des astronomischen Meridians von einem Grad pro kennen Erdoberfläche am Äquator und am Pol. Nach Nord- oder Südpol Da es auf dem damaligen Stand der technologischen Entwicklung unmöglich war, dorthin zu gelangen, beschloss Celsius, in Lappland zu forschen – dem nördlichsten Teil des damaligen Schwedens.

Die Messungen wurden gemeinsam mit dem französischen Astronomen Pierre Louis Moreau de Maupertuis durchgeführt. Anders Celsius nahm persönlich an der Expedition teil. Ähnliche Arbeiten wurden am Äquator im heutigen Ecuador durchgeführt.

Beim Vergleich der Ergebnisse bestätigte Anders Celsius Newtons Annahme, dass die Erde ein Ellipsoid sei, das an den Polen abgeflacht sei.

Magnetische Natur des Nordlichts

Sein ganzes Leben lang interessierte sich Anders Celsius für dieses Naturphänomen. Er war erstaunt kosmische Skala und verborgene Macht Nordlichter. Insgesamt beschrieb der Wissenschaftler mehr als dreihundert Beobachtungen – seine eigenen und andere.

Anders Celsius bemerkte als erster, dass die Intensität der Polarlichter in Echtzeit mit den Abweichungen der Kompassnadel korreliert, und schlug vor, dass die Natur des Nordlichts damit zusammenhängt irdischer Magnetismus. Nachkommen bestätigten diese Theorie des brillanten Astronomen.

05.06.2015 15:00 Praktisch jedes Land der Erde, mit Ausnahme der Vereinigten Staaten, misst die Temperatur auf der Celsius-Skala. Das ist ganz logisch: Die Celsius-Skala definiert sehr intelligent 0 Grad als Gefrierpunkt von Wasser und 100 Grad als Siedepunkt. Auf der Fahrenheit-Skala entsprechen diese Werte 32 und 212 Grad.

Das ist nicht nur eine Frage der Ästhetik. Die hartnäckige Abneigung der Amerikaner, die Temperaturmessung auf der Fahrenheit-Skala aufzugeben und auf das metrische System umzusteigen, hat zugenommen ganze Zeile sehr reale Konsequenzen.

Ein Fehler beim Übersetzen von Amerikanisches System Messungen auf metrische Einheiten führten zum Absturz einer 125 Millionen US-Dollar teuren NASA-Sonde in der Marsatmosphäre. Warum verwenden die USA weiterhin dieses veraltete Messsystem?

Schuld daran sind zwei Personen. historisches Phänomen: Britischer Kolonialismus und der amerikanische Kongress.

Die Fahrenheit-Skala war vor 300 Jahren eine großartige Option

IN Anfang des 18. Jahrhunderts Jahrhunderte lang war das Fahrenheit-Messsystem ausgezeichnet und sehr nützliches System. Es wurde von dem deutschen Wissenschaftler Daniel Gabriel Fahrenheit erfunden, der 1686 in Polen geboren wurde.

Schon als junger Mann war er von der Idee, Temperatur zu messen, fasziniert. Es mag heute seltsam erscheinen, aber damals war es ziemlich schwierig, die Temperatur zu messen. Damals hatte noch niemand ein konsistentes und zuverlässiges System zur Temperaturmessung erfunden.

Im Alter von nur 28 Jahren konnte Fahrenheit zwei Thermometer herstellen, die anzeigten gleiche Werte. Das hatte vor ihm noch niemand geschafft.

Da Fahrenheit der allererste Erfinder des Thermometers war, musste er selbst eine Skala erfinden, mit der er die Werte verschiedener Temperaturen anzeigen konnte. Und diese Skala ist heute als Fahrenheit-Skala bekannt.

Fahrenheit stellte die Nullmarke auf die niedrigste Temperatur ein, die er durch Messung der Temperatur des Salzwassers erreichen konnte. Dann machte er eine zweite Markierung – 96 Grad, das hier Durchschnittstemperatur menschlicher Körper. Infolgedessen betrug der Siedepunkt 212 Grad und der Gefrierpunkt von Wasser 32 Grad.

1724 wurde Fahrenheit Mitglied der Royal Society.

Gerade weil er den Briten beigetreten ist königliche Gesellschaft, sein Maßsystem verbreitete sich in Großbritannien.

Als Großbritannien im 18. und 18. Jahrhundert neue Gebiete eroberte 19. Jahrhundert Sie verbreiteten dieses System in den eroberten Gebieten. Zu dieser Zeit wurde die Fahrenheit-Skala in vielen Teilen der Welt zum Standard für die Temperaturmessung.

Warum Amerika dieses System immer noch verwendet

Der englischsprachige Raum liegt am Rande. Mitte des 20. Jahrhunderts hatten die meisten Länder die Celsius-Skala übernommen, ein beliebtes System zur Temperaturmessung innerhalb des modernen metrischen Systems.

Die Celsius-Skala wurde 1742 vom schwedischen Astronomen Anders Celsius erfunden. Er war der erste, der Experimente zur Bestimmung des Internationalen durchführte Messsystem An wissenschaftliche Basis und veröffentlichten ihre Ergebnisse.

Um 1790 wurde die Celsius-Skala eingeführt metrisches System. Einfachheit und wissenschaftliche Funktionalität verhalfen diesem System zum Erfolg breite Verwendung weltweit. Englisch sprechende Länder Auch sie begannen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts mit der Anwendung dieses Systems. Sogar Großbritannien begann 1965 mit der Umstellung auf das metrische System. Das Land hat noch nicht vollständig auf dieses System umgestellt.

Tatsächlich jedes Land, das in der Vergangenheit war britische Kolonie, ebenfalls auf das metrische System umgestellt. Einige Länder taten dies bereits vor Großbritannien (z. B. Indien), andere erst danach (z. B. Kanada, Australien und Südafrika). Diese Prozesse finden in statt verschiedene Länder zwang die Vereinigten Staaten, auch über die Möglichkeit einer Umstellung auf das metrische System nachzudenken.

Die Umstellung auf das metrische System scheint ein völlig vernünftiger Schritt zu sein, da dieses System bequemer ist und auch weil die Umstellung auf einheitliches System mit anderen Ländern wird dazu führen wissenschaftliche Zusammenarbeit Mit ihnen wird es einfacher sein.

Der Kongress verabschiedete ein Gesetz – den Metric Conversion Act von 1975, nach dem das Land theoretisch mit der Umstellung auf das metrische System hätte beginnen sollen. Es wurde sogar eine Sonderkommission geschaffen, die den Übergangsprozess überwachen sollte.

Dieses Gesetz wurde jedoch nie vollständig umgesetzt. Da der Übergang zum metrischen System laut Gesetz freiwillig und nicht zwingend erfolgen sollte, war die Meinung der Gesellschaft in dieser Angelegenheit entscheidend. Und die Leute wollten sich nicht wirklich anstrengen und unterrichten neues System Messungen.

Autobesitzer lehnten die Idee von Straßenschildern ab, die Entfernungen in Kilometern anzeigen, Wettervorhersager lehnten die Idee von Celsius-Temperaturvorhersagen ab und Käufer lehnten die Aussicht ab, in Kilogramm einzukaufen. Die Gewerkschaften lehnten diese Idee entschieden ab, da die Arbeitnehmer andernfalls ein neues Messsystem erlernen müssten.

Präsident Reagan löste die Meter Commission 1982 auf. Daher stellte diese erfolglose Umsetzung des Gesetzes sicher, dass Amerika am Fahrenheit-System festhielt.

Heute sind die USA nicht das einzige Land auf der Welt, das nicht das metrische System verwendet, nur Burma und Liberia halten sich neben ihnen an das Fahrenheit-System, obwohl Burma 2013 seine Absicht bekannt gab, auf das metrische System umzusteigen.

Länder auf der Welt, die die Fahrenheit-Skala verwenden

Wie sich die USA selbst schaden

Heutzutage sind nur etwa 30 % der in den Vereinigten Staaten hergestellten Produkte „metrifiziert“. Die Pharmaindustrie der Vereinigten Staaten wird als „streng metrisch“ bezeichnet, da alle Spezifikationen der pharmazeutischen Produkte des Landes ausschließlich in metrischen Einheiten angegeben sind.

Die Getränke enthalten Symbole sowohl in metrischen als auch in traditionellen US-Einheiten. Die Branche gilt als „weiche Metrik“. Das metrische System wird in den USA auch von Film-, Werkzeug- und Fahrradherstellern verwendet. Ansonsten misst man in den USA lieber auf die altmodische Art und Weise: in uralten Zoll und Pfund. Und das gilt selbst für eine so junge Branche wie die Hochtechnologie.

Was hindert ein hochentwickeltes Industrieland daran, auf das allgemein anerkannte Maß- und Gewichtssystem auf unserem Planeten umzusteigen? Dafür gibt es eine Reihe von Gründen.

Einer der Gründe sind die Kosten, die die Wirtschaft des Landes im Falle eines Übergangs zum SI-System tragen müsste. Schließlich müssten technische Zeichnungen und Anleitungen für komplexeste Geräte überarbeitet werden. Dies würde viel Arbeit von hochbezahlten Spezialisten erfordern. Und deshalb Geld.

NASA-Ingenieure berichteten beispielsweise, dass Zeichnungen in metrische Einheiten umgewandelt werden konnten Space Shuttles, Software und die Dokumentation würde 370 Millionen US-Dollar kosten, etwa die Hälfte der Kosten eines herkömmlichen Space-Shuttle-Starts.

Das in den Vereinigten Staaten verwendete veraltete Messsystem, einschließlich der Fahrenheit-Skala, hat negative Auswirkungen auf die US-Wissenschaft und die wissenschaftliche Zusammenarbeit mit anderen Ländern sowie, wie viele glauben, auf die Wirtschaft und Zusammenarbeit in Geschäftssphäre auf internationaler Ebene.

Amerikanische Unternehmen müssen zusätzliches Geld ausgeben, um zwei Produktgruppen herzustellen – eine für die Vereinigten Staaten und eine für Länder, die das metrische System verwenden.

Eltern und Betreuer können leicht Übertragungsfehler machen, wenn sie Medikamente an Kinder oder Kranke verabreichen, zwei Personengruppen, die besonders anfällig für Überdosierungen sind.

Darüber hinaus müssen amerikanische Studierende zwei Messsysteme erlernen, was das Lernsystem selbst komplexer macht.

Obwohl Daniel Fahrenheit der Welt mit der Erfindung des ersten zuverlässigen Thermometers einen großen Gefallen tat, ist sein Messsystem längst veraltet. Und deshalb glauben viele, dass es für Amerika höchste Zeit ist, auf das metrische System umzusteigen und insbesondere die Celsius-Skala zur Messung von Temperaturen zu verwenden.

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Temperaturskalen

Die Temperaturskala ist eine spezifische funktionale numerische Beziehung zwischen der Temperatur und den Werten der gemessenen thermometrischen Eigenschaft. In dieser Hinsicht scheint es möglich zu sein, eine Temperaturskala zu konstruieren, die auf der Wahl einer beliebigen thermometrischen Eigenschaft basiert. Gleichzeitig gibt es keine einzige thermometrische Eigenschaft, die linear variiert

Temperaturänderungen und hängt über einen weiten Bereich von Temperaturmessungen nicht von anderen Faktoren ab. Die ersten Waagen erschienen im 18. Jahrhundert. Um sie zu konstruieren, wurden zwei unterstützende ausgewählt, oder Bezugspunkte t 1 Und t 2, repräsentiert Temperaturen Phasengleichgewicht reine Substanzen. Temperaturunterschied t 1 – t 2 wird als Haupttemperaturbereich bezeichnet.

Fahrenheit (1715), Réaumur (1776) und Celsius (1742) basierten bei der Konstruktion von Skalen auf dieser Annahme lineare Verbindung zwischen Temperatur T und thermometrische Eigenschaft, die als Ausdehnung des Flüssigkeitsvolumens genutzt wurde V(Formel 14.27) /8/

t=a+bV,(14.27)

Wo A Und B- konstante Koeffizienten.

Einsetzen in Gleichung (14.27) V=V 1 bei t=t 1 Und V=V 2 bei t=t 2, nach Transformationen erhalten wir Gleichung (14.28) der Temperaturskala /8/

In den Skalen Fahrenheit, Réaumur und Celsius der Schmelzpunkt von Eis t 1 entsprach +32, 0 und 0 ° und dem Siedepunkt von Wasser t 2 - 212, 80 und 100°. Hauptintervall t 2 – t 1 in diesen Skalen wird entsprechend geteilt durch N= 180, 80 und 100 gleiche Teile, Und 1/N Ein Teil jedes Intervalls wird als Grad Fahrenheit bezeichnet. T° F, Abschluss Réaumur – T° R und Grad Celsius - t °С. Bei nach diesem Prinzip aufgebauten Skalen ist der Grad also keine Maßeinheit, sondern stellt ein Einheitsintervall dar – die Skala der Skala.

Um die Temperatur von einer bestimmten Skala in eine andere umzurechnen, verwenden Sie die Beziehung (14.29).

T°С= 1,25° R=-(5/9)( - 32), (14.29)

Später stellte sich heraus, dass die Messwerte von Thermometern mit unterschiedlichen thermometrischen Substanzen (z. B. Quecksilber, Alkohol usw.), die dieselbe thermometrische Eigenschaft und eine einheitliche Gradskala verwenden, nur an Referenzpunkten übereinstimmen und an anderen Punkten abweichen. Letzteres macht sich insbesondere bei der Messung von Temperaturen bemerkbar, deren Werte weit vom Hauptintervall entfernt liegen.

Dieser Umstand erklärt sich aus der Tatsache, dass die Beziehung zwischen Temperatur und thermometrischen Eigenschaften tatsächlich nichtlinear ist und diese Nichtlinearität für verschiedene thermometrische Substanzen unterschiedlich ist. Insbesondere im betrachteten Fall wird die Nichtlinearität zwischen Temperatur und Änderung des Flüssigkeitsvolumens dadurch erklärt Temperaturkoeffizient Die Volumenausdehnung der Flüssigkeit selbst variiert mit der Temperatur und diese Änderung ist für verschiedene Tröpfchenflüssigkeiten unterschiedlich.

Basierend auf dem beschriebenen Konstruktionsprinzip können beliebig viele Temperaturskalen erhalten werden, die sich deutlich voneinander unterscheiden. Solche Skalen werden als konventionell bezeichnet, und die Skalen dieser Skalen werden als konventionelle Grade bezeichnet. Das Problem, eine von den thermometrischen Eigenschaften von Stoffen unabhängige Temperaturskala zu erstellen, wurde 1848 von Kelvin gelöst und die von ihm vorgeschlagene Skala als thermodynamisch bezeichnet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Temperaturskalen thermodynamisch Temperaturskala ist absolut.

Thermodynamische Temperaturskala basierend auf der Verwendung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Gemäß diesem Gesetz ist der Koeffizient nützliche Aktion einer Wärmekraftmaschine, die nach einem reversiblen Carnot-Zyklus arbeitet, wird nur durch die Heiztemperaturen bestimmt T N und Kühlschrank T X und hängt nicht von den Eigenschaften des Arbeitsstoffs ab, daher wird der Wirkungsgrad nach Formel (14.30) berechnet /8/

(14.30)

Wo Q N Und Q X- jeweils die Wärmemenge, die der Arbeitsstoff vom Heizgerät aufnimmt und an den Kühlschrank abgibt.

Kelvin schlug vor, die Gleichung (14.31) /8/ zur Bestimmung der Temperatur zu verwenden

T N /T X = Q N /Q X , (14.31)

Wenn man also ein Objekt als Heizgerät und ein anderes als Kühlschrank verwendet und dazwischen einen Carnot-Zyklus durchführt, ist es möglich, das Temperaturverhältnis der Objekte zu bestimmen, indem man das Verhältnis der von einem Objekt aufgenommenen und an das andere Objekt abgegebenen Wärme misst. Die resultierende Temperaturskala hängt nicht von den Eigenschaften des Arbeitsstoffs (Thermometrie) ab und wird als absolute Temperaturskala bezeichnet. Damit gilt die absolute Temperatur (und nicht nur das Verhältnis). spezifischen Wert Es wurde vorgeschlagen, die Differenz der thermodynamischen Temperaturen zwischen den Siedepunkten von Wasser zu ermitteln T HF und schmelzendes Eis T TL gleich 100°. Die Übernahme eines solchen Differenzwertes verfolgte das Ziel der Wahrung der Kontinuität numerischer Ausdruck thermodynamische Temperaturskala aus der Celsius-Temperaturskala. Damit bezeichnet man die Wärmemenge, die von der Heizung (kochendes Wasser) aufgenommen und an den Kühlschrank (schmelzendes Eis) abgegeben wird Q HF Und Q TL und akzeptieren T KV – T TL ==100, Mit (14.31) erhalten wir die Gleichheit (14.32) und (14.33)

(14.32)

(14.33)

Für jede Temperatur T Heizung auf einen konstanten Temperaturwert T TL Kühlschrank und Wärmemenge Q TL, gegeben durch die Arbeitssubstanz der Carnot-Maschine, erhalten wir die Gleichheit (14.34) /8/

(14.34)

Ausdruck (14.34) ist die Gleichung Thermodynamische Temperaturskala für Celsius und zeigt den Temperaturwert an T auf dieser Skala hängt linear mit der Wärmemenge zusammen Q, die von der Arbeitssubstanz einer Wärmekraftmaschine bei der Durchführung eines Carnot-Zyklus erhalten wird, und hängt daher nicht von den Eigenschaften der thermometrischen Substanz ab. Ein Grad thermodynamische Temperatur wird als Differenz zwischen der Körpertemperatur und der Schmelztemperatur von Eis angenommen, bei der die im reversiblen Carnot-Zyklus geleistete Arbeit 1/100 der im Carnot-Zyklus zwischen dem Siedepunkt von geleisteten Arbeit entspricht Wasser und der Schmelztemperatur von Eis (vorausgesetzt, dass in beiden Zyklen die an den Kühlschrank abgegebene Wärmemenge gleich ist). Aus Ausdruck (14.30) folgt wann Maximalwert muss Null sein T X. Diese niedrigste Temperatur wurde Kelvin genannt Absoluter Nullpunkt. Die Temperatur auf der thermodynamischen Skala wird mit bezeichnet T K. Wenn im Ausdruck beschreibend Gasgesetz Gay-Lussac: (wo Ro - Druck bei t=0 °С; ist der Temperaturkoeffizient des Drucks), ersetzen Sie den Temperaturwert gleich - und dann den Gasdruck Pt wird werden gleich Null. Es ist natürlich anzunehmen, dass die Temperatur, bei der der maximale minimale Gasdruck gewährleistet ist, selbst die minimal mögliche ist, und entsprechend absoluter Maßstab Kelvin wird als Null angenommen. Daher beträgt die absolute Temperatur.

Aus dem Boyle-Mariotte-Gesetz ist bekannt, dass für Gase der Temperaturkoeffizient des Drucks a gleich dem Temperaturkoeffizienten der Volumenausdehnung ist. Es wurde experimentell festgestellt, dass für alle Gase bei Drücken, die gegen Null tendieren, im Temperaturbereich von 0–100 °C der Temperaturkoeffizient der Volumenausdehnung = 1/273,15 ist.

Auf diese Weise, Nullwert Absolute Temperatur entspricht °C. Die Eisschmelztemperatur im absoluten Maßstab wird sein Das==273,15 K. Jede Temperatur auf der absoluten Kelvin-Skala kann definiert werden als (Wo T Temperatur in °C). Dabei ist zu beachten, dass ein Grad Kelvin (1 K) einem Grad Celsius (1 °C) entspricht, da beiden Skalen die gleichen Bezugspunkte zugrunde liegen. Die thermodynamische Temperaturskala, die auf zwei Referenzpunkten (der Schmelztemperatur von Eis und dem Siedepunkt von Wasser) basiert, wies eine unzureichende Messgenauigkeit auf. Es ist praktisch schwierig, die Temperaturen dieser Punkte zu reproduzieren, da sie von Druckänderungen sowie von geringfügigen Verunreinigungen im Wasser abhängen. Kelvin und unabhängig von ihm äußerten D.I. Mendeleev Überlegungen zur Zweckmäßigkeit der Konstruktion einer thermodynamischen Temperaturskala auf der Grundlage eines Referenzpunkts. Der Beratende Ausschuss für Thermometrie des Internationalen Komitees für Maß und Gewicht nahm 1954 eine Empfehlung an, zur Definition einer thermodynamischen Skala überzugehen, die einen einzigen Bezugspunkt verwendet – den Tripelpunkt von Wasser (den Gleichgewichtspunkt von Wasser im festen, flüssigen und festen Zustand). gasförmige Phasen), die in speziellen Gefäßen mit einem Fehler von nicht mehr als 0,0001 K leicht reproduziert werden kann. Die Temperatur dieses Punktes wird mit 273,16 K angenommen, d. h. um 0,01 K höher als die Temperatur des Eisschmelzpunkts. Diese Zahl wurde so gewählt, dass sich die Temperaturwerte auf der neuen Skala praktisch nicht von der alten Celsius-Skala mit zwei Bezugspunkten unterscheiden. Der zweite Bezugspunkt ist Absoluter Nullpunkt, was nicht experimentell realisiert ist, sondern eine streng festgelegte Position hat. Im Jahr 1967 präzisierte die XIII. Generalkonferenz für Maß und Gewicht die Definition der Einheit der thermodynamischen Temperatur wie folgt: „Kelvin-1/273,16 Teil der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunkts von Wasser.“ Die thermodynamische Temperatur kann auch in Grad Celsius ausgedrückt werden: T= T- 273,15 K. Die Verwendung des von Kelvin vorgeschlagenen zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik zur Festlegung des Temperaturkonzepts und zur Konstruktion einer absoluten thermodynamischen Temperaturskala, unabhängig von den Eigenschaften der thermometrischen Substanz, ist von großer theoretischer und grundlegender Bedeutung. Allerdings ist die Umsetzung dieser Skala mit einer Wärmekraftmaschine, die nach einem reversiblen Carnot-Zyklus arbeitet, als Thermometer praktisch unmöglich.

Die thermodynamische Temperatur entspricht der gasthermischen Temperatur, die in den Gleichungen zur Beschreibung der Gesetze verwendet wird ideale Gase. Die gasthermische Temperaturskala basiert auf einem Gasthermometer, bei dem als thermometrischer Stoff ein Gas mit Eigenschaften verwendet wird, die einem idealen Gas nahekommen. Somit ist das Gasthermometer ein praktisches Mittel zur Reproduktion der thermodynamischen Temperaturskala. Gasthermometer gibt es in drei Ausführungen: Konstantvolumen-, Konstantdruck- und Konstantgasthermometer konstante Temperatur. Üblicherweise wird ein Gasthermometer mit konstantem Volumen verwendet (Abbildung 14.127), bei dem die Änderung der Gastemperatur proportional zur Druckänderung ist. Ein Gasthermometer besteht aus einem Zylinder 1 und Verbindungsrohr 2, durch das Ventil gefüllt 3 Wasserstoff, Helium oder Stickstoff (z hohe Temperaturen). Verbindungsrohr 2 mit dem Mobilteil verbunden 4 Zweirohr-Manometer, das über ein Rohr verfügt 5 kann durch den flexiblen Verbindungsschlauch nach oben oder unten bewegt werden 6. Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich das Volumen des mit Gas gefüllten Systems und es wird darauf gebracht Originalwert Telefon 5 Bewegen Sie sich vertikal, bis der Quecksilberspiegel im Rohr erreicht ist 4 fällt nicht mit der Achse zusammen X-X. In diesem Fall die Quecksilbersäule in der Röhre 5, gemessen vom Niveau X-X, entspricht dem Gasdruck R in einem Zylinder.

Abbildung 14.127 – Diagramm eines Gasthermometers

Typischerweise gemessene Temperatur T relativ zu einem Referenzpunkt bestimmt, zum Beispiel relativ zur Temperatur des Tripelpunkts von Wasser T0, bei dem der Gasdruck in der Flasche sein wird Ro. Die gewünschte Temperatur wird nach Formel (14.35) berechnet.

(14.35)

Im Sortiment kommen Gasthermometer zum Einsatz ~ 2- 1300 K. Der Fehler von Gasthermometern liegt je nach gemessener Temperatur im Bereich von 3-10-3 - 2-10-2 K. Erreichen einer so hohen Messgenauigkeit -schwierige Aufgabe, was die Berücksichtigung zahlreicher Faktoren erfordert: Abweichungen in den Eigenschaften echtes Gas vom Ideal, das Vorhandensein von Verunreinigungen im Gas, Sorption und Desorption von Gas durch die Wände des Zylinders, Diffusion von Gas durch die Wände, Änderung des Volumens des Zylinders aufgrund der Temperatur, Temperaturverteilung entlang des Verbindungsrohrs.

Aufgrund der hohen Arbeitsintensität bei der Arbeit mit Gasthermometern wurde versucht, weitere zu finden einfache Methoden Reproduktion der thermodynamischen Temperaturskala.

Basierend auf verschiedene Länder Aufgrund der Forschungen auf der VII. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahr 1927 wurde beschlossen, die thermodynamische Skala zu ersetzen „praktische“ Temperaturskala und ruf sie an Internationale Temperaturskala. Diese Skala stimmte soweit mit der thermodynamischen Celsius-Skala überein, wie es der damalige Wissensstand erlaubte.

Zur Konstruktion der internationalen Temperaturskala wurden sechs reproduzierbare Referenzpunkte ausgewählt, deren Temperaturwerte auf der thermodynamischen Skala in verschiedenen Ländern mit Gasthermometern sorgfältig gemessen und die zuverlässigsten Ergebnisse akzeptiert wurden. Anhand von Referenzpunkten werden Referenzinstrumente kalibriert, um die internationale Temperaturskala nachzubilden. In den Intervallen zwischen Referenzpunkten werden Temperaturwerte mit den vorgeschlagenen Interpolationsformeln berechnet, die einen Zusammenhang zwischen den Messwerten von Referenzinstrumenten und der Temperatur auf der internationalen Skala herstellen. 1948, 1960 und 1968 Es wurden zahlreiche Klarstellungen und Ergänzungen zu den Bestimmungen der internationalen Temperaturskala vorgenommen, da aufgrund verbesserter Messmethoden Unterschiede zwischen dieser Skala und der thermodynamischen Skala insbesondere im Bereich hoher Temperaturen festgestellt wurden aufgrund der Notwendigkeit, die Temperaturskala auf mehr zu erweitern niedrige Temperaturen. Derzeit ist eine verbesserte Skala in Kraft, die auf der XIII. Konferenz für Maß und Gewicht angenommen wurde und als „Internationale praktische Temperaturskala 1968“ (MPTP-68) bezeichnet wird. Der Begriff „praktisch“ weist darauf hin, dass diese Temperaturskala im Allgemeinen nicht mit der thermodynamischen Skala übereinstimmt. MPTSH-68-Temperaturen werden mit einem Index versehen ( T 68 oder t 68).

MPTS-68 basiert auf 11 Hauptreferenzpunkten, die in Tabelle 9 aufgeführt sind. Neben den Hauptreferenzpunkten gibt es 27 sekundäre Referenzpunkte, die den Temperaturbereich von 13,956 bis 3660 K (von -259,194 bis 3387 °C) abdecken. Numerische Werte Die in Tabelle 14.4 angegebenen Temperaturen entsprechen der thermodynamischen Skala und werden mit Gasthermometern bestimmt.

Als Referenzthermometer wird ein Platin-Widerstandsthermometer im Temperaturbereich von 13,81 bis 903,89 K (630,74 °C – Erstarrungspunkt von Antimon – sekundärer Referenzpunkt) verwendet. Dieses Intervall ist in fünf Teilintervalle unterteilt, für die jeweils Interpolationsformeln in Form von Polynomen bis zum vierten Grad definiert sind. Im Temperaturbereich von 903,89 bis 1337,58 K wird ein thermoelektrisches Referenzthermometer aus Platin-Platin-Rhodium verwendet. Die Interpolationsformel, die die thermoelektromotorische Kraft mit der Temperatur verbindet, ist hier ein Polynom zweiten Grades.

Bei Temperaturen über 1337,58 K (1064,43 °C) wird MPTS-68 mithilfe eines quasi-monochromatischen Thermometers unter Verwendung des Planckschen Strahlungsgesetzes reproduziert.

Tabelle 14.4 – Hauptreferenzpunkte MPTSH-68