Melhor resposta
Editar: Leia Anders Celsius e os pontos fixos do Celsius escala: Olof Beckman, 1996
Celsius estava bem ciente de alguns dos problemas que menciono. Ele teve a perspicácia de encontrar referências facilmente alcançáveis. Celsius não inventou a escala Celsius, mas gostava de usar uma escala centígrada. Como astrônomo-chefe, seu trabalho levou a uma melhor comunicação sobre acordos para construir um consenso em relação aos padrões de medição.
(não o artigo que citei por O. Beckman, mas uma página da web escrita por ele https://www.astro.uu.se/history/celsius\_scale.html )
E o vídeo acima será um choque para alguns.
Celsius foi homenageado não pelo termômetro que ele “inovou”, mas por seu trabalho no sentido de construir um consenso sobre a necessidade de padrões físicos.
Resposta anterior:
O que é 1 ° C? A invenção da escala Celsius foi um começo, depois caiu e foi readotada com advertências e convenções. A descrição na pergunta é mais uma motivação histórica ensinada nas escolas, pois seu conceito é simples. Não é um “estado da arte” e não o é há 200 anos.
Para ser sucinto, 1 ° C é o que os profissionais dividem em seu termômetro depois que você paga a eles para salvá-lo do que muitos considerariam um detalhe técnico.
Cerca de 9 anos atrás, aprendi mais sobre escalas de temperatura do que eu esperava, ou às vezes queria saber.
Um ótimo resumo pode ser encontrado aqui Escala Internacional de Temperatura de 1990 . Eu gostaria que a página da Wikipedia para isso existisse naquela época. Os padrões de medição podem ser uma piscina aparentemente rasa quando se dá o salto inicial, mas as águas são profundas, caras e implacáveis.
No centro desta discussão, o O termômetro não foi tanto inventado quanto desenvolvido. Uma cadeia de descobertas e inovações ao longo do caminho. Durante seu desenvolvimento, as escalas usadas nele também se desenvolveram.
A discussão do “grau “como Anders Celsius definiu, foi um marco na história da instrumentação. Ele foi provavelmente o primeiro a publicar uma tentativa de padronizar a temperatura. O método era claro, intuitivo. e é um estudo de caso simples que seria um conceito fácil de comunicar. Os alunos da quarta série podem envolver suas cabeças em torno disso. Até hoje esse método é ensinado em escolas e universidades … como um exemplo. A alegação de que o banho de água ainda é o “estado da arte” ainda me deixa ocasionalmente batendo cabeça com engenheiros que não estudaram química / física desde que concluíram o primeiro requisito de ano.
Essa descrição do icebath / fervura foi o “nascimento dos padrões de temperatura” ou talvez uma “adolescência problemática” seja mais adequada. Com o uso por pessoas, incluindo Celsius, havia problemas claros. O método Celsius foi um grande marco na história, mas não ficou lá.
Vamos direto ao assunto, usando As temperaturas de ebulição e de congelamento foram um grande avanço, mas ambos tiveram um fator de confusão, pois ambos são fortemente influenciados pela pressão e pureza química. Uma região de incerteza. Um novo padrão de medição era necessário e é chamado de ponto triplo e os elementos têm uma temperatura e pressão fixas nas quais pode existir em todas as três fases.
Para a água, ocorre a 273,16 K. Para dióxido de carbono 216,55 K, Para bromo 265,90 K, Iodo 386,65 K … . Esses se tornaram os novos pontos de dados na escala Celsius que refinou rapidamente a própria escala. Observe que mudei para Kelvin.. Ponto triplo
Kelvin pode ser uma escala difícil de usar para a vida cotidiana, então Celsius e Fahrenheit foram redefinidos com base na escala Kelvin. Sem dúvida, a história não era tão simples ou limpa.
Para completar, se você estivesse calibrando um termômetro, não usaria células de ponto triplo. Você empacota seu termômetro e contrata um laboratório que tem uma máquina que eles enviaram para um laboratório, que tem uma máquina que eles enviaram para um local que usa células de ponto triplo. Algumas dessas coisas são TÓXICAS. Podemos conversar sobre Rastreabilidade outra hora.
Resposta
3,00 m ^ 3 de água está a 20,0 graus Celsius. Se você aumentar sua temperatura para 60,0 graus Celsius, em quanto seu volume se expandirá (unidade = m ^ 3)?
- Procure o densidade da água a 20,0 ° C e a 60,0 ° C.Não importa quais unidades você escolhe na tabela de referência. Se você usar os valores em kg / m ^ 3, apenas como exemplo, o inverso desse valor será o volume específico em m ^ 3 / kg . Não importa quais unidades você escolha para densidade, o inverso será uma expressão de volume específico.
- Divida o volume específico a 60 ° C pelo volume específico a 20 ° C. Isso lhe dará um número ^ ★ sem unidade que é a variação fracionária no volume para as temperaturas inicial e final. Observe que, como essa é uma proporção de valores com as mesmas unidades, essa mudança fracionária no volume não tem unidade. Você obterá o mesmo número, independentemente das unidades de densidade que escolheu na etapa 1.
- Multiplique seu volume base pela variação fracionária do volume para obter a variação real do volume.
Você poderia, é claro, usar essas densidades que examinou na Etapa 1 para encontrar a massa de 3,00 m ^ 3 de água a 20,0 ° C, depois o volume dessa massa de água a 60,0 ° C e subtrair. Mas eu diria que esta é a abordagem mais direta e demonstra uma compreensão mais profunda de unidades, proporções e tratamento de dados. YMMV.
^ ★ David Wilmshurst sugere que “adimensional” é o termo mais correto para um número puro sem unidades. Aceito isso, mas sei que nunca adotarei esse termo para conversas em coquetéis.