Capteurs de température. Première partie Un peu de théorie et d'histoire

Quelle est la température

Avant de commencer l'histoire des capteurs de température, vous devez comprendre ce qui est température en termes de physique. Pourquoi le corps humain ressent-il un changement de température, pourquoi nous disons qu'aujourd'hui il fait chaud ou tout simplement chaud, et le lendemain il fait frais, voire froid.

Le terme température vient du mot latin température, qui signifie en traduction état normal ou déplacement correct. En tant que grandeur physique, la température caractérise l'énergie interne d'une substance, le degré de mobilité des molécules, l'énergie cinétique des particules en état d'équilibre thermodynamique.

Un exemple est l'air, dont les molécules et les atomes se déplacent de façon aléatoire. Lorsque la vitesse de déplacement de ces particules augmente, ils disent que la température de l'air est élevée, l'air est chaud voire chaud. Par temps froid, par exemple, la vitesse des particules d'air est faible, ce qui donne une sensation de fraîcheur agréable ou même de «chien froid». Il est à noter que la vitesse des particules d'air ne dépend pas de la vitesse du vent! C'est une vitesse complètement différente.

C'est ce qui concerne l'air, dans lequel les molécules peuvent se déplacer librement, mais qu'en est-il des corps liquides et solides? En eux, le mouvement thermique des molécules existe également, bien que dans une moindre mesure que dans l'air. Mais son changement est assez notable, ce qui détermine la température des liquides et des solides.

Les molécules continuent de se déplacer même à la température de fonte des glaces, ainsi qu'à une température négative. Par exemple, la vitesse d'une molécule d'hydrogène à température nulle est de 1950 m / s. Chaque seconde dans 16 cm ^ 3 d'air, mille milliards de collisions de molécules se produisent. Avec l'augmentation de la température, la mobilité des molécules augmente, le nombre de collisions, respectivement, augmente.

Il convient toutefois de noter que température et chaleureusement l'essence n'est pas la même chose. Un exemple simple: une cuisinière à gaz ordinaire dans la cuisine a de grands et petits brûleurs dans lesquels le même gaz est brûlé. La température de combustion du gaz est la même, donc la température des brûleurs eux-mêmes est également la même. Mais le même volume d'eau, comme une bouilloire ou un seau, bouillira plus rapidement sur un grand brûleur que sur un petit. En effet, un gros brûleur produit plus de chaleur, brûle plus de gaz par unité de temps ou a plus de puissance.

Comment déterminer la quantité de chaleur, dans quelles unités? Dans le cours de physique de l'école, il y a de nombreux problèmes dédiés au chauffage et à l'eau bouillante, qui sont très instructifs et intéressants, même juste en train de les résoudre.

Par unité d'énergie thermique acceptée calories. Il s'agit de la quantité de chaleur qui permet de chauffer 1 gramme (cm ^ 3) d'eau par 1 ° C (1 degré Celsius). La température du corps physique en degrés reflète le niveau de son énergie thermique. Pour mesurer la température utilisée thermomètressouvent mentionné thermomètres.

Si deux corps physiques ont la même température, alors lorsqu'ils sont connectés, le transfert de chaleur ne se produit pas. Si l'un des corps a une température plus élevée, alors lorsqu'il est connecté à un corps froid, la température du froid augmente et vice versa. Le moyen le plus simple de vérifier cela lors du mélange de liquides: dans la vie de tous les jours, tout le monde devait, au moins dans le bain, mélanger de l'eau chaude et froide pour obtenir la température requise.

Échelles de température

Comme vous le savez, il existe plusieurs échelles de mesure de la température. Comment expliquer cela, car la température est la même, mais à différentes échelles complètement différentes?

Ces désaccords ne sont pas propres à la température.Après tout, le même poids dans l'ancien temps était mesuré en livres et en livres, et maintenant en grammes et kilogrammes, le même avec des dimensions linéaires: millimètres, mètres, pouces, pieds et très vieilles brasses et coudes.

Une brève histoire du développement des échelles de température

Le plus premier thermomètre a été inventé par le célèbre universitaire médiéval italien Galileo Galilei (1564-1642). Le fonctionnement de l'appareil était basé sur le phénomène de changements du volume de gaz pendant le chauffage et le refroidissement. Ce thermomètre n'avait pas d'échelle précise exprimant la température sous forme numérique, de sorte que le résultat de la mesure était très imprécis.

Des instruments plus précis pour mesurer la température ont été proposés par un physicien allemand Gabriel Fahrenheit (1686-1736), qui en 1709 se développa thermomètre à alcoolet en 1714 le mercure. L'échelle de température porte le nom de l'inventeur échelle de fahrenheit.

Le point de référence inférieur de cette échelle (0 ° F) était le point de congélation de la solution saline. C'est cette température à ce moment lointain qui était la plus basse qui pouvait être reproduite avec une précision suffisante. Le point culminant était la température du corps humain (96 ° F), "mesurée sous le bras d'un Anglais en bonne santé".

A cette époque, Fahrenheit vivait en Angleterre, et c'est là qu'il a fait ses découvertes. Par conséquent, dans les pays anglophones, l'échelle Fahrenheit est utilisée depuis longtemps, à l'époque moderne, les pays de culture anglaise sont également passés à l'échelle Celsius. Les thermomètres médicaux dans ces pays utilisent toujours l'échelle Fahrenheit.

Une autre échelle de température en 1730 a été proposée par un scientifique français René Reaumur (1683-1757), qui en 1737 a été reconnu comme membre honoraire de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg. Par conséquent, en Russie pour mesurer la température a commencé à utiliser des thermomètres avec Échelle Reaumur.

Identique à échelle celsius, cette échelle avait deux points de référence - la température de fusion de la glace et le point d'ébullition de l'eau. Un degré d'une telle échelle a été obtenu en divisant l'échelle entière en 80 parties - degrés. Cette échelle n'a été utilisée que pendant quelques décennies, après quoi elle est devenue obsolète.

En 1742, un physicien suédois Anders Celsius (1701-1744) ont proposé une échelle de température décimale familière. Il utilise les mêmes points de référence que Reaumur, seule l'échelle est divisée également non pas en 80, mais en 100 divisions. Ainsi, un degré sur l'échelle Celsius représente 1/100 de la différence de températures d'ébullition et de congélation de l'eau.

La dernière échelle de température a été proposée par l'Anglais William Thomson (1824-1907), qui pour des mérites scientifiques en 1866 reçut le titre de baron Kelvin. Échelle Kelvin Il est toujours utilisé comme norme principale de la thermométrie moderne. Dans cette échelle, le zéro absolu (−273,15 ° C) est pris comme point de référence.

Selon la théorie de Kelvin, à cette température, tout mouvement thermique cesse. A cette température, tous les conducteurs ont une résistance nulle au courant électrique, phénomène de supraconductivité. Une telle température n'a encore été atteinte par personne, elle n'existe que théoriquement.

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Boris Aladyshkin, e.imadeself.com

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