A testek hőmérséklete olyan fogalom, amelyet a primitív ember (tudomány előtti) érzékeivel megragadott.
Ha két egyforma követ érintünk meg, az egyiket az árnyékban, a másikat a nap (vagy a máglya tüze) fűti, akkor különbözőnek találjuk őket. Van valami más, amit az érintésünk érzékel, a hőmérséklet.
A hőmérséklet nem attól függ, hogy a kő mozog-e, vagy mozdulatlan, és nem változik, ha töredezik.
Az érintéssel adott hőmérséklet első értékelése egyszerű és kevéssé árnyalt. Egy anyagról csak azt mondhatjuk, hogy meleg, meleg (meleg, mint az emberi test), meleg (szobahőmérsékleten), hideg és nagyon hideg.
Az eszközök tervezésével lehetővé vált a hőmérséklet pontosabb kiértékelésére szolgáló mérlegek létrehozása.
Az első hőmérőt (a görög hőmérőkből és metronból eredő szó, a hő mértéke) annak a Galileónak tulajdonítják, aki 1592-ben öklének megfelelő üveg izzóval tervezett, és egy vékony csövön keresztül nyílt meg a légkörben.
A környezeti hőmérséklet felmérése érdekében kézzel megmelegítette az izzót, és a cső egy részét (fejjel lefelé) színes vízzel ellátott edénybe helyezte. A környező levegő, hidegebb, mint a kéz, lehűtötte az izzóba zárt levegőt, és a színes víz a csövön keresztül emelkedett.
A csőben és a tartályban lévő folyadék szintje közötti távolság az emberi test és a levegő hőmérséklete közötti különbséghez kapcsolódott.
Ha a szoba lehűlt, a levegő összehúzódott, és a vízszint emelkedett a csőben. Ha a csőben levő levegő felmelegedett, az kitágult és lenyomta a vizet.
A víz által támogatott légköri nyomásváltozások hatására a folyadék szintje változhat anélkül, hogy a hőmérséklet változna. E tényező miatt a Galileo módszerrel kapott hőmérsékleti mérések hibákat mutatnak. 1644-ben Torricelli tanulmányozta a nyomást és megépítette az első barométert annak mérésére.
1641-ben Toszkána hercege megépítette az alkoholos hőmérőt egy lezárt kapillárisral, mint amilyeneket ma használunk. Ezeknek az eszközöknek a felépítése szempontjából az üvegmunkában a technológia fejlődése alapvető fontosságú volt.
A 17. század közepén Robert Boyle felfedezte az első két törvényt, amely a hőmérséklet fogalmát kezeli:
- állandó környezeti hőmérsékleten zárt gázokban az őket érő nyomás és a megszerzett térfogat szorzata állandó marad
- a forráspont hőmérséklete csökken
Később kiderült, érzékeink félrevezető bizonyítéka ellenére, hogy minden test, amely azonos hő- vagy hidegviszonyoknak van kitéve, ugyanazt a hőmérsékletet éri el (a hőegyensúly törvénye). Ennek a törvénynek az első felfedezése egyértelmű különbséget jelent a hő és a hőmérséklet között. Ma is és sok ember számára ezek a kifejezések nem túl világosak. Informátor itt a különbségekről
A hőmérők első gyakorlati alkalmazásuk a meteorológiában, a mezőgazdaságban (a tojás inkubációjának tanulmányozása), az orvostudományban (láz) stb. Volt, de a mérleg önkényes volt: "olyan meleg volt, mint a nyár legforróbb napja kétszer" vagy olyan hideg, mint "tél leghidegebb napja".
A higanyhőmérők megjelenése előtt alkoholtartalmú hőmérőket építettek, például Amontons és Reamur.
1717-ben Fahrenheit, egy német-holland (született táncban és emigrált Amszterdamba), műszergyártó cég, megépítette és bemutatta a higany izzós hőmérőt (amelyet ma is használnak), és rögzített pontként vette fel:
- a közönséges só telített vizes oldatának fagyasztása, amely a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyet laboratóriumban lehet elérni, jég vagy hó és só keverésével.
- és az emberi test hőmérséklete - ez az ember állapotához is kapcsolódik- .
A higanyt a kapillárisban e két állapot között megtett távolságot 96 egyenlő részre osztotta.
Newton 12 egyenlő részt javasolt a víz megfagyása és az emberi test hőmérséklete között. A 96-os szám a 12 fokos skálából származik, amelyet Olaszországban a 17. században használtak (12 * 8 = 96).
Bár a jég és a só legjobb arányának hőmérséklete -20 ° C Fahrenheit körül van, végül úgy állította be a skálát, hogy a víz fagyáspontja (0 ° C a Celsius-skálán) 32 ° F és forráspontja a 212ºF víz.
Az angolszász országokban még mindig alkalmazott Fahrenheit-skála nem rendelkezett negatív értékekkel (nulla fok alatti hőmérsékletet akkor még nem lehetett elérni), és meglehetősen pontos volt, mivel a higany szinte egyenletes tágulása következett be ebben a hőmérsékleti tartományban.
A viktoriánus Guillermo Brown-i Angliában a 100 fokos hőmérsékletet okozó láz megszabadította a gyermeket attól, hogy aznap osztályba járjon.
Ezzel a precíziós hőmérővel Fahrenheit meg tudta mérni a víz forráspontjának változását a környezeti levegő nyomásával, és ellenőrizte, hogy minden folyadéknak van-e jellegzetes forráspontja.
1740-ben Celsius, egy uppsalai svéd tudós rögzített pontként javasolta a víz tengerszint feletti olvadási és forráspontját (P = 1 atm), és a skála 100 részre (fok) való felosztását.
Mivel Svédországban érdekesebb volt mérni a hideg, mint a hő fokát, a forralásnál a jég olvadáspontjához 100-at, a forráshoz 0-at a vízgőz hőmérsékletéhez rendelt. Később a botanikus és a felfedező Linné megfordította a sorrendet, és 0-t rendelt a víz fagyáspontjához.
Ez a skála, amelyet centigrádnak neveztek, szemben a többi diplomával, amelyek a csillagászati hagyomány szerint 60 fokosak voltak, a legutóbbi időkig (1967) tartott, és a tizedes metrikus rendszerbe vetítették (a francia forradalom után).
A Kelvin-skála a kozmosz legalacsonyabb hőmérsékletére utal.
Az abszolút skála vagy a Kelvin meghatározásához emlékezni kell arra, hogy mi a hármas pont. Az úgynevezett hármaspont egy 0 ° C-hoz nagyon közel álló pont, ahol a víz, a jég és a víz értéke egyensúlyban van.
1967-ben a víz hármaspontjának hőmérsékletét fogadták el az egyetlen rögzített pontként az abszolút hőmérsékleti skála meghatározásához, és megtartották a Celsius-skála centigrádi elválasztását. A nulla szint -273,15 K a hármas ponttól, és abszolút nulla vagy 0 K-ként van meghatározva. Ezen a skálán nincsenek negatív hőmérsékletek. Ez a skála felváltja a Celsius vagy a Celsius skálát.
Az abszolút nulla hőmérsékleten nincs semmiféle mozgás, és hő sem távolítható el. Ez a lehető legalacsonyabb hőmérséklet, és minden atomi és molekuláris mozgás leáll. Minden tárgy hőmérséklete magasabb, mint az abszolút nulla, ezért hőenergiát vagy hőt bocsáthat ki.
A hőmérséklet és a hő fogalmának tanulmányozásával párhuzamosan elkezdték kifejleszteni a hőenergia manipulálásából származó technikai alkalmazásokat. nyomja meg itt
Az s végén. A 17. században az angliai szénbányákban a gőzzel kezdték meg a fenékvízszivattyúkat. Az első gépek a Savery szivattyú (1698) és a Newcomen szivattyú (1711) voltak. Savery gépe egy hengerből állt, amelyet csővel csatlakoztattak a szivattyúzandó vízforráshoz, a henger megtelt gőzzel, a beömlőcsapot lezárták, majd lehűtötték. Amikor a gőz kondenzálódott, vákuum keletkezett, amely lehetővé tette a víz felemelkedését.
A Newcomen gépben atmoszférikus nyomáson (utánmelegítés nélkül) a kazánt (réz sörfőzde alembic) gőzt tették egy hengerbe, és felemelték a dugattyút.
A dugattyú egy billenővel volt összekötve. A billenőkar, a kötél és az ellensúly súlya miatt szabadon, egy irányban működtette a fenékvízszivattyút a bányában, majd a gőzbeömlőt lezárták, és hideg vizet fecskendeztek be, amely nagy vákuumot okozott a hengerben. A dugattyú elmozdult és a másik irányba húzta a billenőt, emelve ezzel a szivattyú dugattyúját. A ciklust a végtelenségig megismételték. Lásd a kibővített sémát
Ez a hőenergia mechanikai energiává történő átalakítása, amely 4 kW-ot adott 1% -os hatásfokkal, az ipari forradalom alapja volt, és új tudományhoz vezetett: a termodinamika, amely a hő (termo) munkává (dinamikussá) történő átalakulását tanulmányozza. ).
A 18. század folyamán megalapozták a gőzgépek használatát ipari gépek mozgatásához, tengeri (hajók) és szárazföldi (mozdonyok) szállításhoz. 1769-ben Watt megtervezte a tágító és a kondenzátor közötti különbséget, és ettől kezdve ipari szinten kezdte meg a gyártást.
1765-ben Joseph Black skót kémiaprofesszor (Watt volt az asszisztense) nagyszámú kalorimetriás vizsgálatot hajtott végre, világosan megkülönböztetve a hőt (energiamennyiség) és a hőmérsékletet (hőszint). Bevezette a fajlagos hő és az állapotváltozás látens hőjének fogalmát.
Black egyik kísérlete az volt, hogy forró vastömböt tettek egy jég- és vízfürdőbe, és megfigyelték, hogy a hőmérséklet nem változik. Sajnos kísérletei állandó nyomáson voltak, amikor folyadékokkal foglalkoztak, és állandó térfogatúak voltak, amikor gázok voltak, és a rendszer által a külsővel kicserélt munka mindig elhanyagolható volt, ami azt a téves vélekedést váltotta ki, hogy a folyamatokban megőrződött a hő. termálok: híres és téves kalóriaelmélet .
1798-ban B. Thompson (gróf Rumford) cáfolta Black kalóriaelméletét azzal, hogy súrlódással folyamatosan hőt lehet előállítani, ellentétben az elmélet állításával. Ma ezt a kalóriaelméletet gyakran bemutatják (amelyet olyan nagy tudósok feltételeztek, mint Lavoisier, Fourier, Laplace, Poisson, és amelyet Carnot a "termodinamika második elvének" felfedezéséhez használt), mint a hírhedtebb példát, mint néha egy elmélet. eredményezzen olyan helyes eredményeket, amelyek felülvizsgálatot igényelnek. Így haladnak tovább a TUDOMÁNYOK! !
Csak 1842-ben, Mayer és Joule meggyőző kísérleteivel vetették el a kalóriaelméletet, és megállapították, hogy a hő az energia egyik formája.
Mayer és Joule megteremti a megfelelőséget a mechanikus energia és a vízben lévő lapátok mozgása által termelt hő között, amikor azokat olyan súlyok működtetik, amelyek csökkentik potenciális energiájukat.
Ekvivalenciája: 1 kalória = 4,18 joule
Ha többet szeretne megtudni a témáról, kattintson ide Isidoro Martinez oldalára lépéshez, és kattintson a "Tudomány története" (spanyolul) gombra.