Cel mai bun răspuns
Ne glumim, nu? Unii dintre ceilalți oameni care răspund vă vor spune 212 F. Acest lucru este adevărat numai atunci când presiunea atmosferică este de 1 ATM, la nivelul mării. Creșteți presiunea ambiantă, crește punctul de fierbere, așa funcționează o oală sub presiune. Scadeți presiunea și punctul de fierbere scade, așa funcționează un evaporator (producător de apă dulce pentru navele marine). Iată câteva calculatoare, dar Google pentru a afla mai multe:
Apă – Puncte de fierbere la presiune ridicată
Apă – Puncte de fierbere la presiune în vid
Răspuns
“ Dacă scările de temperatură Celsius și Kelvin se bazează pe fenomene naturale precum punctele de îngheț și fierbere ale apei și zero absolut, care este baza logică pentru scara Fahrenheit? ”
În primul rând, afirmația dvs. nu mai este adevărată începând cu 20.05.2019, când SI ca sistem de unități a fost reînnoit, incluzând o redefinire a kelvinului împreună cu alte trei unități și o schimbare de fond în filozofia de bază. Scara Kelvin este acum definită în termeni de constantă Boltzmann și nu are nimic de-a face cu punctele fixe.
Pentru scala Celsius, scăderea legăturii directe la punctele fixe se întoarce în 1954 (și planificați să faceți acest lucru până în 1948), când scara Celsius a fost definită ca scara care este un offset de 273,15 față de scara Kelvin. Această relație nu s-a schimbat, chiar și cu schimbarea din 2019 a scalei Kelvin. Această relație definită înseamnă că ori de câte ori se modifică definiția scalei Kelvin, scala Celsius se schimbă automat și implicit în mod corespunzător. Astfel, din 1954 până în 2019 am putea deriva din definiția scalei Celsius împreună cu definiția scalei Kelvin în acel interval de timp că zero absolut era exact la -273,15 ° C și punctul triplu al apei pure era exact la +0,01 ° C (deoarece scara Kelvin avea zero absolut la exact 0 K și punctul triplu al apei pure la exact 273,16 K, cu scara Celsius definită ca fiind compensată cu 273,15 mai mică). Rețineți că nu era nimic acolo în ceea ce privește punctul de topire al gheții (ceea ce numiți, mai puțin de dorit, punctul de îngheț al apei) și nici punctul de fierbere al apei la presiunea atmosferică standard. Scara Celsius așa cum o înțelegem și o folosim astăzi, a apărut în 1948 și nu a avut niciodată nimic de-a face cu punctul de topire al gheții și punctul de fierbere al apei și nici nu a avut nicio legătură cu un interval de 100 de grade – dacă credeți că are sau ați făcut, confundați în mod eronat scara Celsius cu vechea scară centigradă, care a fost învechită și înlocuită de această scară Celsius. Contrar opiniei populare, scara Celsius nu este și nu a fost pur și simplu o redenumire a scării centigrade și nici nu a fost aceeași ca și scara lui Anders Celsius, care este confuză din cauza similarității în nomenclatură, dar scara actuală a fost numit în onoarea sa pentru munca sa de cercetare privind măsurarea temperaturii și impactul modificărilor presiunii aerului asupra punctului de topire al gheții și al punctului de fierbere al apei. Acum, nu interpretați greșit ceea ce am scris. Deși a existat nevoia de a schimba filosofia măsurării „metrice” a temperaturii și de a cupla strâns și riguros scara comună, general-publică și o scară absolută, termodinamică a temperaturii și, simultan, necesitatea de a înceta utilizarea numelui scară centigradă din mai multe motive bune, cu ambele nevoi abordate împreună în 1948, schimbările nu au fost făcute cavalierly fără grijă cu privire la relația dintre cele două scale. A existat dorința de a face ca valorile temperaturii pe noua scară Celsius să fie identice, dacă este posibil, la valorile de pe vechea scală centigradă. Întârzierea cu 6 ani până în 1954 pentru a finaliza definițiile noilor scale Kelvin și Celsius a fost să permită mai mult timp pentru o mai bună cercetare experimentală a valorii temperaturii zero absolut pe vechea scară centigradă. Desigur, toți cei implicați și-au dat seama că atunci când tehnologia de măsurare s-ar îmbunătăți suficient în viitor, în cele din urmă vor fi detectate abateri între scara centigradă și Celsius, ceea ce s-a întâmplat într-adevăr.
Din nou, aplicabilitatea punctelor fixe pentru scara Celsius în 1954-2019 a fost indirectă prin derivarea din definițiile scalelor Celsius și Kelvin combinate, nu direct datorită definiției Scara Celsius de la sine. Datorită definiției scalei Celsius ca fiind derivată din scala Kelvin, schimbarea din 2019 a definiției scalei Kelvin în baza bazată pe constanta Boltzmann a determinat automat ca scala Celsius să se bazeze pe constanta Boltzmann și nu pe nicio valoare fixă. puncte – fără nicio modificare a definiției scalei Celsius.
În cele din urmă, spre scopul tău final, scara Fahrenheit: Gabriel Fahrenheit a trecut prin mai multe iterații în anii 1720 cu privire la modul de definire a scării sale de temperatură (a lui a fost prima scară de temperatură) – punctul de topire a gheții dintr-un anumit soluție de sare, punctul de topire al gheții de apă pură, temperatura corpului uman, … Pe baza lucrărilor sale, oamenii s-au stabilit pe 32 pentru punctul de topire al gheții și 212 pentru punctul de fierbere al apei ca puncte fixe preferate. Aceste cifre aparent ciudate par să fi rezultat din măsurători bazate pe 0 pentru punctul de topire al gheții de saramură (cu dorința de a evita necesitatea unor valori negative de temperatură în iernile tipice germane) și 96 pentru temperatura corpului uman, indiferent de l; oamenilor le-a plăcut mai mult utilizarea punctelor fixe pe bază de apă pură, care au ajuns să fie estimate la 32 și 212 pe scara sa și devenind punctele definitorii exacte pe scară. Oamenii au considerat diferența de 180 de grade dintre cele două puncte fixe ca fiind rezonabilă pentru a fi divizibile cu primele 2, 3 și 5 și a fost de 3 ori numărul de minute dintr-o oră și 1/2 numărul de grade dintr-un cerc. Toate acestea au fost cu aproximativ 70 de ani înainte de sistemul metric, deci nu s-a concentrat asupra puterilor de 10.
Când scara lui Anders Celsius a fost modificată și stabilită în anii 1740, 0 a fost stabilit ca punct de topire al gheață și 100 la punctul de fierbere al apei la o anumită presiune nominală (Celsius însuși avea punctele fixe inversate, astfel încât oamenii să nu aibă de-a face cu valori negative în iernile suedeze); datorită separării de 100 de grade între punctele fixe, această scală a fost denumită în mod obișnuit scara centigradă (din latină pentru 100 de grade). Având aceleași fenomene ca punctele fixe, este ușor să se stabilească o formulă exactă referitoare la două scale. Aici am avut:
0 ° c = 32 ° F pentru punctul de topire al gheții;
100 ° c = 212 ° F pentru punctul de fierbere al apei.
Deoarece ambele scale sunt liniare, avem două puncte care definesc o relație liniară unică între cele două scale:
F = 1.8 c + 32,
unde F este valoarea numerică a temperatura pe scara Fahrenheit și c este valoarea numerică pe scara centigradă.
Când scara Celsius a înlocuit scara centigradă, la fel s-a păstrat formula pentru conversia dintre Celsius și Fahrenheit, sub ipoteza că diferențele dintre scara centigradă și Celsius ar fi neglijabile. Această decizie a avut drept consecință definirea eficientă a scării Fahrenheit în termeni de puncte fixe pentru Celsius, adică zero absolut și punctul triplu al apei:
0 K = -273,15 ° C = -459,67 ° F pentru zero absolut;
273,16 K = 0,01 ° C = 32,018 ° F pentru punctul triplu al apei.
Acesta a fost cazul din 1954, chiar dacă peste 66 de ani mai târziu există încă oameni care cred că scara Fahrenheit este definită pe baza 32 pentru punctul de topire al gheții și 212 pentru punctul de fierbere al apei [la presiunea atmosferică standard]. Asta ar putea suna ca o critică negativă (și chiar intenționez ca o critică a sistemului educațional din SUA de a nu spune lucrurilor așa cum sunt ele), dar nu este mai rău decât credința paralelă obișnuită că scala Celsius este definită pe baza pe 0 pentru punctul de topire al gheții și 100 pentru punctul de fierbere al apei [la presiunea atmosferică standard], ceea ce a fost la fel fals în aceeași perioadă de timp.
Sistemul obișnuit al SUA de unități de măsură este definit mult mai puțin formal decât sistemul metric (acum SI), deci poate fi dificil de trasat istoricul definițiilor reale. Acest lucru este adevărat în ceea ce privește definiția scalei Fahrenheit. Cu toate acestea, undeva pe parcurs cu câteva decenii în urmă, definiția scalei Fahrenheit s-a transformat din a fi în termeni de puncte fixe (cum ar fi vechea scară centigradă) la a fi definită în termeni de scară Celsius în termenii formulei de mai sus cu c (pentru valoarea temperaturii centigrade) înlocuită cu C (pentru valoarea temperaturii Celsius), la fel cum scara Celsius a fost definită în termeni de scară Kelvin din 1954.
Astfel, ori de câte ori se modifică definiția scării Kelvin, a făcut-o în 2019, scara Celsius moștenește implicit modificări paralele, ceea ce, la rândul său, înseamnă că scara Fahrenheit moștenește implicit schimbări paralele. Astfel, odată cu modificarea din 2019 a definiției scalei Kelvin de la a fi bazată pe puncte fixe la a fi în termeni de valoare definitorie a constantei Boltzmann, atât scara Celsius, cât și Fahrenheit s-au schimbat de la a se baza [indirect] pe puncte fixe la a fi bazat pe constanta Boltzmann.
Prin urmare, profesorii și studenții nu trebuie să-și dea seama și să înțeleagă valorile punctului fix ciudat, pe care nu le-au făcut niciodată din 1954 până în 2019; este bine să oferiți un cadru de referință pentru elevi să spună că punctul de topire al gheții este foarte aproape de 0 ° C și 32 ° F, în timp ce punctul de fierbere al apei este foarte aproape de 100 ° C și 212 ° F, dar nu susțineți că aceste scale sunt de fapt definite în acest fel sau implică faptul că aceste valori sunt exacte, deoarece niciuna dintre acestea nu este adevărată din 1954.