Tothom sap que la temperatura es mesura en graus centígrads. Les persones familiaritzades amb la física saben que la unitat internacional d'aquesta quantitat és el kelvin. El desenvolupament històric del concepte de temperatura i dels instruments corresponents per a la seva determinació ha fet que actualment utilitzem altres sistemes mètrics que els nostres avantpassats. L'article tracta les preguntes: què és el grau de Réaumur, quan es va utilitzar i com es relaciona amb les escales generalment acceptades per mesurar la temperatura.
Rene Antoine Réaumur
Abans de considerar l'escala de Réaumur per determinar la temperatura dels cossos circumdants, tingueu en compte la personalitat del seu creador.
Rene Réaumur va néixer el 28 de febrer de 1683 a la ciutat francesa de La Rochelle. Va començar a mostrar amor per la investigació científica del món circumdant des de la primera infància. Rene estava interessat en la física, les matemàtiques,astronomia, dret, filosofia, biologia, metal·lúrgia, idiomes i moltes altres disciplines.
Als 25 anys, esdevé membre de l'Acadèmia Francesa de Ciències, i immediatament comença a encarregar-se de la implementació de projectes científics seriosos a escala nacional. Com a membre de l'Acadèmia de Ciències, Réaumur va publicar un treball científic cada any durant 50 anys. Moltes de les seves obres sobre l'estudi dels insectes, així com sobre l'estudi de les propietats dels metalls, van ser traduïdes a l'anglès i a l'alemany. Els seus contemporanis l'anomenaven Plini del segle XVIII.
El científic va morir als 74 anys com a conseqüència d'una caiguda d'un cavall durant una de les passejades. Després d'ell mateix, Réaumur va deixar manuscrits científics que ocupaven 138 carpetes.
Obrint una nova escala de temperatura
A principis del segle XVIII, no hi havia una escala generalment acceptada per mesurar la temperatura dels cossos al món. L'any 1731, com a resultat d'experiments termodinàmics, Rene Reaumur va proposar l'ús d'una escala de temperatura, que va començar a portar el seu cognom. Aquesta escala s'utilitza des de fa més de 100 anys als països líders d'Europa, en particular, a França, Alemanya i Rússia. Finalment va ser substituïda per l'escala Celsius, que encara s'utilitza àmpliament avui dia.
És interessant observar que Réaumur va proposar utilitzar la seva escala 11 anys abans que ho fes Celsius.
Experiments que van portar a la invenció de l'escala de Réaumur
Els experiments que van inspirar el científic a inventar una nova escala són molt senzills. Són els següents: Réaumur es va proposar mesurar la temperatura de transició entre els estats d'agregació d'un líquid vital per als humans, l'aigua, és a dir, determinar quan comença a cristal·litzar amb la formació de gel i quan comença a bull i es converteix en vapor. Amb aquesta finalitat, el científic va decidir utilitzar un termòmetre d'alcohol, que ell mateix va dissenyar.
El termòmetre de Reaumur era un tub de vidre, d'uns 1,5 metres d'alçada, que s'expandia a la base en un recipient amb un diàmetre d'uns 10 cm. El tub s'omplia amb una barreja d'alcohol etílic i aigua i es tancava als dos extrems.. Va ser la mescla d'alcohol la que es va triar com a fluid de treball perquè aquesta substància alcohòlica té un coeficient d'expansió tèrmica 4 vegades més gran que l'aigua. Aquest darrer fet significa que el nivell de la columna d'alcohol és molt sensible als canvis de temperatura, de manera que es pot utilitzar per mesurar amb precisió la quantitat en qüestió.
Ajustant el nivell de la columna d'alcohol al termòmetre a 0 graus quan la seva base es baixa al gel que es fon, Réaumur va mesurar aquest valor posant el dispositiu en aigua bullint. El científic va notar que si l'alçada inicial de la columna d'alcohol és de 1000 unitats, el seu valor final és de 1080 unitats. El número 80, com a diferència entre els nivells de calor i fred d'una columna en un termòmetre, Réaumur va posar a la base de la seva escala de temperatura.
escala octal
Com es va dir, 0 graus a l'escala de Réaumur (°R) corresponen a la temperatura de fusió (fusió) del gel, i 80 °R al punt d'ebullició de l'aigua. Significa,que l'escala proposada pel científic francès és vuitanta decimals, cosa que la distingeix de les escales Celsius o Kelvin, que es basen en el número 100. Aquest darrer fet, òbviament, va provocar el seu desplaçament progressiu per aquestes escales. El nostre sistema de numeració és decimal, de manera que utilitzar nombres com el 10, el 100, etc. és molt més convenient que els valors intermedis.
Relació amb les escales Celsius i Kelvin
Com s'ha esmentat anteriorment, la temperatura de Réaumur no s'utilitza gairebé enlloc ara, però de vegades s'utilitza durant la preparació de xarop de sucre i en la producció de caramel. Per tant, s'han de donar les fórmules per convertir els graus Reaumur a Celsius i Kelvin. Aquestes fórmules són les següents:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
A les expressions presentades R, C, K - graus Réaumur, Celsius i Kelvin, respectivament. Comprovar la correcció de la primera fórmula és bastant senzill: hi substituim el valor de 80 ° R, en què l'aigua bull. Aleshores obtenim: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, que correspon exactament al punt d'ebullició d'aquest líquid en condicions normals a l'escala que ens coneixem.
A més, aquí teniu les fórmules inverses per convertir graus Celsius i Kelvin a Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Tingueu en compte que zero graus de Réaumur coincideixen amb aquesta temperatura Celsius.
Exemple de resolució de problemes
Com es pot veure a les fórmules del paràgraf anterior, la conversió entre diferents escales de mesurala temperatura és prou fàcil. Anem a resoldre un problema senzill: "En la fabricació de caramel es va utilitzar un termòmetre calibrat als graus Réaumur que, durant l'elaboració dels dolços, mostrava un valor de 123 ° R. Quants graus mostraria el termòmetre si estigués calibrat a l'escala Celsius?"
Utilitzant la fórmula per convertir els graus de Réaumur a Celsius, obtenim: C=1,25123=153,75 °C. Per completar la solució, també traduïm aquests graus en un valor Kelvin, obtenim: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
