Sıcaklık ölçekleri: Santigrat, Fahrenheit, Kelvin ve Rankine
Sıcaklık, onu oluşturan parçacıkların iç hareketini temsil eden maddenin bir özelliğidir. Bunu ölçmek için kullanılan alet termometredir.
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan sıcaklık ölçekleri:
- Santigrat veya santigrat ölçeği (ºC)
- Fahrenhayt ölçeği (ºF)
- Kelvin Ölçeği (K)
Kullanılmayan dördüncü bir ölçek, Rankine ölçeği vardır. Her ölçek, ölçüm aralığını ve derecelerini tanımlamaya yarayan belirli fenomenlere veya sabit noktalara dayanır. Örneğin, Celsius ölçeği, suyun erime noktası ve kaynama noktasından tanımlandı.
Mutlak sıfır, kaydedilebilecek en soğuk sıcaklıktır. Bunun nedeni parçacıkların hızının veya kinetik enerjilerinin sıfır olması yani parçacıkların durmasıdır.
Mutlak sıfırın farklı ölçeklerdeki denklikleri:
- Santigrat: -273ºC
- Fahrenhayt: -459.7ºF
- Kelvin: 0K
Fahrenhayt ölçeği
Fahrenheit ölçeği, diğerleri arasında Amerika Birleşik Devletleri, Liberya ve Bahamalar'da kullanılan sıcaklık ölçeğidir. Sembolü °F'dir ve Fahrenheit derece olarak okunur.
Fizikçi Daniel Fahrenheit (1686-1736) kendi adını taşıyan ölçeği 1724 yılında tanımlamıştır. İki sabit noktaya dayanır: suyun donduğu sıcaklık (32ºF) ve suyun kaynadığı sıcaklık (212ºF). Bu iki nokta arasındaki fark 180 derecedir, yani her derece 1/180'i temsil eder.
Başlangıçta, Fahrenheit ölçeği üç sabit nokta kullanarak formüle etti: en yüksek nokta insan vücudunun sıcaklığıydı (96ºF), Orta nokta, bir buz ve su karışımının (32ºF) sıcaklığıydı ve en düşük nokta, eşit parça buz, tuz ve karışımın sıcaklığıydı. su (0ºF).
Fahrenheit derecelerini Santigrat dereceden dönüştürmek için aşağıdaki formül kullanılır:
Fahrenheit derece cinsinden sıcaklık = (Santigrat derece olarak 9/5 sıcaklık) + 32
Yani: Fahrenheit derece cinsinden sıcaklık, Santigrat derece cinsinden sıcaklığın beşte dokuzu artı 32'ye eşittir. Örneğin, oda sıcaklığını 23 ºC'den ºF'ye dönüştürmek istiyorsak aşağıdakileri yaparız:
TºF=9/5 x (23 ºC) + 32= 41,4 +32= 73,4 ºF.
Yani 23ºC, 73.4ºF'ye eşittir. Fahrenheit ölçeği ve Celsius ölçeği -40º'de kesişir, yani -40ºC, -40ºF'ye eşittir.
Santigrat veya santigrat ölçeği
Celsius ölçeği, dünya çapında en yaygın kullanılan sıcaklık ölçeğidir. Sembolü ºC'dir ve santigrat derece veya santigrat olarak okunur.
1742'de İsveçli gökbilimci Anders Celsius (1701-1744) ölçeğini yapmak için iki sabit nokta önerdi. sıcaklık: buzun erime noktası 0 ºC'yi temsil eder ve suyun kaynama noktası 100 olur °C
Celsius ölçeği ve Kelvin ölçeği aşağıdaki formülle ilişkilidir:
Santigrat derece cinsinden sıcaklık (ºC) = Kelvin cinsinden sıcaklık (K)- 273,15
Örneğin, 300 K'yi Santigrat'a dönüştürmek istiyoruz. Bunu yapmak için 300 K'dan 273.15 çıkarırız:
TºC=300K-273.15= 26.85ºC
Yani 300K 26.85 ºC'dir.
Kelvin ölçeği
Kelvin, Uluslararası Sistemde sıcaklık birimidir ve bilimsel bağlamda en çok kullanılanıdır. Sembolü K'dir ve kelvin olarak okunur. Örneğin, güneş koronasının sıcaklığı 1 milyon kelvin iken, Güneş'in içi 10 milyon kelvindir.
Kelvin'i tanımlamak için, suyun üçlü noktasının, suyu üç halde bulabileceğimiz nokta olduğunu bilmemiz gerekir: sıvı, katı ve gaz.
Bu sıcaklık 1954 yılında uluslararası anlaşma ile 273.16 K olarak belirlenmiştir. Dolayısıyla bir kelvin, suyun üçlü noktasının termodinamik sıcaklığının 1/273.16 fraksiyonu olarak tanımlanır.
Kelvin ölçeği, belirli bir malzemenin nasıl davrandığına değil, termodinamik ilkelere dayanan tek ölçektir.
Lord Kelvin olarak bilinen William Thomson (1824-1907), termodinamik terimlerle mutlak sıcaklık kavramına öncülük etmiştir. Mutlak sıcaklık kavramının herhangi bir özelliğe bağlı olmaması gerektiğinde ısrar etti. herhangi bir belirli maddi maddenin ve bu sıcaklık fiziksel bir miktar olmalıdır ölçülebilir.
Rankine ölçeği
Rankine ölçeği, ºR sembolüne sahip olan ve derece sıralamasında okunan termodinamik bir sıcaklıktır. Bu ismi 1859'da öneren mühendis ve fizikçi William Rankine tarafından almıştır.
Rankine ölçeği, Fahrenheit derecesi gibi dereceyi kullanır, ancak Kelvin ölçeği gibi mutlak sıfırdan ölçülür. Bu ölçek şu anda kullanımdan kaldırılmıştır.
Sıcaklık ölçekleri arasında dönüştürme formülleri
Her sıcaklık ölçeği arasındaki ilişkileri bilerek, aşağıdaki formülleri izleyerek karşılık gelen dönüşümleri yapabiliriz:
| başlangıç ºC | K'den başlayarak | °F ile başlayan | ºR'den | |
|---|---|---|---|---|
| ºC'de | - | TC=TK-273.15 | TC=5/9(TF-32) | TC=5/9TR-273.15 |
| bir K | T\K=Tc +273 | - | TK=5/9(TF+459.67) | TK=5/9TR |
| °F'de | TF=9/5TC +32 | TF=9/5TK-459.67 | - | TF=TR-459.67 |
| bir ºR | TR=9/5TC+491.67 | TR=9/5TK | TR=TF+459.67 | - |
Şunları da görmek ilginizi çekebilir:
- Isı ve Sıcaklık Arasındaki Fark
- İletim, konveksiyon ve radyasyon
- Maddenin halleri ve özellikleri
Referanslar
Makine, G. (2017) Bölüm 4 Sıcaklık ölçekleri: geçmiş, şimdi ve gelecek: 1700-2050. İçinde: Cooper M, Grozler J. Kesin Boyutlar 1791-2018 arası birimlerin geçmişi. GİB Yayıncılık
Sıcaklık ve termometrik ölçekler. İçinde: Slavat, J (yönetmen) (1988) Salvat Bilim ve Teknoloji Ansiklopedisi- cilt 13. Salvat editörleri. Barselona, İspanya.
Zeynep, S. (2021) Termodinamik ve İstatistiksel Mekanik. GİB Yayıncılık.
