Beste Antwort
Bearbeiten: Lesen Sie Anders Celsius und die Fixpunkte des Celsius Maßstab: Olof Beckman, 1996
Celsius war sich einiger der von mir erwähnten Probleme bewusst. Er hatte die Einsicht, leicht erreichbare Referenzen zu finden. Celsius hat die Celsius-Skala nicht erfunden, sondern gern eine Celsius-Skala verwendet. Als Chefastronom führte seine Arbeit zu einer besseren Kommunikation über Vereinbarungen, um einen Konsens über Messstandards herzustellen.
(nicht das von O. Beckman zitierte Papier, sondern eine von ihm verfasste Webseite https://www.astro.uu.se/history/celsius\_scale.html )
Und das obige Video wird für einige ein Schock sein.
Celsius wurde nicht für das Thermometer geehrt, das er „innoviert“ hat, sondern für seine Arbeit zur Konsensbildung über die Notwendigkeit physikalischer Standards.
Vorherige Antwort:
Was ist 1 ° C? Die Erfindung der Celsius-Skala war ein Anfang, der dann fallen gelassen und dann mit Vorbehalten und Konventionen neu übernommen wurde. Die Beschreibung in der Frage ist eher eine historische Motivation, die in Schulen gelehrt wird, da das Konzept einfach ist. Es ist kein „Stand der Technik“ und seit 200 Jahren nicht mehr.
Um es kurz zu machen: 1 ° C ist das, worauf die Fachleute Ihr Thermometer aufteilen, nachdem Sie es bezahlt haben, um Sie vor dem zu bewahren, was viele als technisches Detail betrachten würden.
Vor ungefähr 9 Jahren habe ich mehr über Temperaturskalen erfahren, als ich jemals erwartet hatte oder manchmal wissen wollte.
Eine großartige Zusammenfassung finden Sie hier Internationale Temperaturskala von 1990 . Ich wünschte, die Wikipedia-Seite dafür gäbe es damals. Messstandards können ein täuschend flacher Pool sein, wenn man den ersten Sprung macht, aber das Wasser tief, teuer und unversöhnlich ist.
Im Zentrum dieser Diskussion steht die Das Thermometer wurde nicht so sehr erfunden als entwickelt. Eine Kette von Entdeckungen und Innovationen auf dem Weg. Während seiner Entwicklung entwickelten sich auch die darauf verwendeten Skalen.
Die Diskussion über den Grad „as Anders Celsius definierte, dass dies ein Meilenstein in der Instrumentierungsgeschichte war. Er war wohl der erste, der einen Versuch veröffentlichte, die Temperatur zu standardisieren. Die Methode war klar und intuitiv. und ist eine einfache Fallstudie, die ein leicht zu kommunizierendes Konzept wäre. Viertklässler können ihre Köpfe darum wickeln. Bis heute wird diese Methode an Schulen und Universitäten gelehrt … als Beispiel. Die Behauptung, dass das Wasserbad immer noch der „Stand der Technik“ ist, lässt mich gelegentlich immer noch mit Ingenieuren zusammenstoßen, die seit ihrem ersten Abschluss keine Chemie / Physik mehr gemacht haben Jahresanforderung.
Diese Beschreibung des Eisbades / Kochens war die „Geburt von Temperaturstandards“ oder vielleicht ist eine „gestörte Jugend“ passender. Bei der Verwendung durch Personen, einschließlich Celsius, gab es klare Probleme. Die Celsius-Methode war ein großer Meilenstein in der Geschichte, aber sie blieb nicht dort.
Mit Sowohl die Siede- als auch die Gefriertemperatur waren ein großer Schritt, aber beide hatten einen großen Einfluss, da beide stark vom Druck und der chemischen Reinheit beeinflusst werden. Ein Bereich der Unsicherheit. Ein neuer Messstandard wurde benötigt und wird als Tripelpunkt bezeichnet. Viele reine chemische Verbindungen und Elemente haben eine feste Temperatur und einen festen Druck, bei denen sie in allen drei Phasen existieren können.
Für Wasser geschieht dies bei 273,16 K. Für Kohlendioxid 216,55 K, für Brom 265,90 K, Jod 386,65 K … Dies wurden die neuen Datenpunkte auf der Celsius-Skala, die die Skala selbst schnell verfeinerten. Beachten Sie, dass ich zu Kelvin gewechselt bin. Dreifachpunkt
Kelvin kann für den Alltag schwer zu verwenden sein, daher wurden sowohl Celsius als auch Fahrenheit auf der Grundlage der Kelvin-Skala neu definiert. Ohne Frage war die Geschichte nicht so einfach oder sauber.
Der Vollständigkeit halber würden Sie keine Dreipunktzellen verwenden, wenn Sie ein Thermometer kalibrieren würden. Sie packen Ihr Thermometer ein und mieten ein Labor, das eine Maschine hat, die sie an ein Labor geschickt haben, und die eine Maschine haben, die sie an einen Ort geschickt haben, an dem Dreipunktzellen verwendet werden. Einige dieser Sachen sind giftig. Wir können uns ein anderes Mal über Rückverfolgbarkeit unterhalten.
Antwort
3,00 m ^ 3 Wasser haben eine Temperatur von 20,0 Grad Celsius. Wenn Sie die Temperatur auf 60,0 Grad Celsius erhöhen, um wie viel vergrößert sich das Volumen (Einheit = m ^ 3)?
- Suchen Sie nach der Wasserdichte bei 20,0 ° C und 60,0 ° C.Es spielt keine Rolle, welche Einheiten Sie aus der Referenztabelle auswählen. Wenn Sie die Werte in kg / m ^ 3 nur als Beispiel verwenden, ist die Inverse dieses Werts das spezifische Volumen in m ^ 3 / kg . Unabhängig davon, welche Einheiten Sie für die Dichte auswählen, ist die Umkehrung ein Ausdruck des spezifischen Volumens.
- Teilen Sie das spezifische Volumen bei 60 ° C durch das spezifische Volumen bei 20 ° C. Dies gibt Ihnen eine einheitlose ^ ★ Zahl, die die gebrochene Volumenänderung für die Start- und Endtemperatur darstellt. Da dies ein Verhältnis von Werten mit denselben Einheiten ist, ist diese fraktionierte Volumenänderung ohne Einheit. Sie erhalten dieselbe Zahl, unabhängig davon, welche Dichteeinheiten Sie in Schritt 1 ausgewählt haben.
- Multiplizieren Sie Ihr Basisvolumen mit der gebrochenen Volumenänderung, um die tatsächliche Volumenänderung zu erhalten.
Sie können natürlich die Dichten verwenden, die Sie in Schritt 1 nachgeschlagen haben, um die Masse von 3,00 m ^ 3 Wasser bei 20,0 ° C und dann das Volumen dieser Wassermasse bei 60,0 ° C zu ermitteln und zu subtrahieren. Ich würde jedoch argumentieren, dass dies der direktere Ansatz ist und ein tieferes Verständnis von Einheiten, Verhältnissen und Datenverarbeitung zeigt. YMMV.
^ ★ David Wilmshurst schlägt vor, dass „dimensionslos“ der korrektere Begriff für eine reine Zahl ohne Einheiten ist. Ich bin damit einverstanden, aber ich weiß, dass ich diesen Begriff niemals für Cocktailparty-Chatter verwenden werde.