يعلم الجميع أن درجة الحرارة تقاس بالدرجات المئوية. يعرف الأشخاص الذين هم على دراية بالفيزياء أن الوحدة الدولية لهذه الكمية هي كلفن. أدى التطور التاريخي لمفهوم درجة الحرارة والأدوات المقابلة لتحديدها إلى حقيقة أننا نستخدم حاليًا أنظمة مترية أخرى غير أسلافنا. يناقش المقال الأسئلة: ما هي درجة Réaumur ، ومتى تم استخدامها وكيف ترتبط بالمقاييس المقبولة عمومًا لقياس درجة الحرارة.
رينيه انطوان ريومور
قبل التفكير في مقياس Réaumur لتحديد درجة حرارة الأجسام المحيطة ، ضع في اعتبارك شخصية منشئه.
ولد رينيه ريومور في 28 فبراير 1683 في مدينة لاروشيل الفرنسية. بدأ في إظهار حب البحث العلمي للعالم المحيط منذ الطفولة المبكرة. كان رينيه مهتمًا بالفيزياء والرياضيات ،علم الفلك والقانون والفلسفة وعلم الأحياء والمعادن واللغات والعديد من التخصصات الأخرى.
في سن 25 ، أصبح عضوًا في الأكاديمية الفرنسية للعلوم ، وبدأ على الفور في تكليف بتنفيذ مشاريع علمية جادة على نطاق وطني. بصفته عضوًا في أكاديمية العلوم ، كان ريومور ينشر عملاً علميًا كل عام لمدة 50 عامًا. تمت ترجمة العديد من أعماله في دراسة الحشرات ، وكذلك في دراسة خصائص المعادن ، إلى اللغتين الإنجليزية والألمانية. أطلق عليه معاصروه اسم بليني من القرن الثامن عشر.
توفي العالم عن عمر يناهز 74 عامًا نتيجة سقوطه من حصان أثناء إحدى جولات ركوب الخيل. بعده ترك ريومور مخطوطات علمية احتلت 138 مجلدًا.
فتح مقياس درجة حرارة جديد
في بداية القرن الثامن عشر ، لم يكن هناك مقياس مقبول بشكل عام لقياس درجة حرارة الأجسام في العالم. في عام 1731 ، نتيجة للتجارب الديناميكية الحرارية ، اقترح رينيه ريومور استخدام مقياس درجة الحرارة ، والذي بدأ يحمل لقبه. تم استخدام هذا المقياس لأكثر من 100 عام في البلدان الرائدة في أوروبا ، ولا سيما في فرنسا وألمانيا وروسيا. تم استبداله في النهاية بمقياس سيليزيوس ، والذي لا يزال يستخدم على نطاق واسع حتى اليوم.
من المثير للاهتمام ملاحظة أن Réaumur اقترح استخدام مقياسه قبل 11 عامًا من استخدام Celsius.
التجارب التي أدت إلى اختراع مقياس ريومور
التجارب التي ألهمت العالم لابتكار مقياس جديد بسيطة للغاية.وهي كالتالي: حدد ريومور لنفسه هدف قياس درجة حرارة الانتقال بين حالات تجمع سائل حيوي للإنسان - الماء ، أي لتحديد متى يبدأ في التبلور مع تكوين الجليد ، ومتى يبدأ في التبلور. يغلي ويتحول إلى بخار. لهذا الغرض ، قرر العالم استخدام مقياس حرارة كحولي ، والذي صممه بنفسه.
ترمومتر Reaumur عبارة عن أنبوب زجاجي ، ارتفاعه حوالي 1.5 متر ، والذي تمدد عند القاعدة إلى وعاء بقطر حوالي 10 سم. تمت تعبئة الأنبوب بمزيج من الكحول الإيثيلي والماء ومحكم الإغلاق من كلا الطرفين. تم اختيار خليط الكحول كسائل عامل لأن هذه المادة الكحولية لها معامل تمدد حراري أعلى بأربع مرات من الماء. الحقيقة الأخيرة تعني أن مستوى عمود الكحول حساس جدًا للتغيرات في درجات الحرارة ، لذلك يمكن استخدامه لقياس الكمية المعنية بدقة.
ضبط مستوى عمود الكحول في الترمومتر عند 0 درجة عندما تنخفض قاعدته في ذوبان الجليد ، قاس Réaumur هذه القيمة عن طريق وضع الجهاز في الماء المغلي. لاحظ العالم أنه إذا كان الارتفاع الأولي لعمود الكحول 1000 وحدة ، فإن قيمته النهائية هي 1080 وحدة. الرقم 80 ، باعتباره الفرق بين المستويات الساخنة والباردة لعمود في ميزان الحرارة ، وضع ريومور في قاعدة مقياس درجة الحرارة الخاص به.
مقياس ثماني
كما قيل ، 0 درجة على مقياس ريومور (° R) تتوافق مع درجة حرارة انصهار (ذوبان) الجليد ، و 80 درجة مئوية إلى نقطة غليان الماء. هذا يعني،أن المقياس الذي اقترحه العالم الفرنسي هو رقم عشري ثمانين ، مما يميزه عن سلسيوس أو مقياس كلفن ، اللذين يعتمدان على الرقم 100. ومن الواضح أن الحقيقة الأخيرة أدت إلى إزاحته التدريجية بواسطة هذه المقاييس. نظام الأرقام لدينا هو نظام عشري ، لذا فإن استخدام أرقام مثل 10 و 100 وما إلى ذلك هو أكثر ملاءمة من القيم المتوسطة.
العلاقة بمقاييس كلفن وسلسيوس
كما ذكرنا سابقًا ، لا يتم استخدام درجة حرارة ريومور في أي مكان تقريبًا الآن ، ومع ذلك ، يتم استخدامها أحيانًا أثناء تحضير شراب السكر وفي إنتاج الكراميل. لذلك ، يجب إعطاء الصيغ الخاصة بتحويل درجات Reaumur إلى Celsius و Kelvin. هذه الصيغ كالتالي:
- C=1 ، 25R ؛
- K=1، 25R + 273، 15.
في التعبيرات المقدمة R و C و K - درجات Réaumur و Celsius و Kelvin ، على التوالي. يعد التحقق من صحة الصيغة الأولى أمرًا بسيطًا للغاية: فنحن نستبدلها بقيمة 80 درجة مئوية ، حيث يغلي الماء. ثم نحصل على: C \u003d 1 ، 2580 \u003d 100 درجة مئوية ، وهو ما يتوافق تمامًا مع درجة غليان هذا السائل في ظل الظروف العادية في المقياس المألوف لنا.
أيضًا ، إليك الصيغ العكسية لتحويل الدرجات المئوية والكلفن إلى Réaumur:
- R=0.8C ؛
- R=0.8K - 218.52.
لاحظ أن الصفر درجة ريومور تتزامن مع هذه الدرجة المئوية.
مثال على حل المشكلات
كما يتضح من الصيغ الواردة في الفقرة السابقة ، التحويل بين مقاييس القياس المختلفةدرجة الحرارة سهلة بما فيه الكفاية. دعنا نحل مشكلة بسيطة: "في صناعة الكراميل ، تم استخدام مقياس حرارة معاير لدرجات ريومور ، والذي أظهر ، أثناء تحضير الحلويات ، قيمة 123 درجة ر. كم درجة سيظهر مقياس الحرارة إذا تمت معايرته إلى المقياس المئوي؟"
باستخدام صيغة تحويل درجات Réaumur إلى Celsius ، نحصل على: C=1.25123=153.75 ° C. لاكتمال الحل ، نترجم أيضًا هذه الدرجات إلى قيمة كلفن ، نحصل على: K \u003d 1.25123 + 273 ، 15 \u003d 426.9 ° K.
