Newtonova stupnice - Newton scale

Nesmí být zaměňována s Newton (jednotka), silová jednotka SI.

The Newtonova stupnice je teplotní stupnice vymyslel Isaac Newton v roce 1701.[1]Nazval své zařízení „teploměr „, ale nepoužil výraz„ teplota “, když už mluvil o„ stupních tepla “(gradus caloris) místo toho. Newtonova publikace představuje první pokus o zavedení objektivního způsobu měření (co by se dalo nazvat) teploty (vedle Rømerova stupnice Newton pravděpodobně vyvinul svou škálu pro praktické použití, spíše než pro teoretický zájem o termodynamiku; byl jmenován Strážce mincovny v roce 1695 a Master of Mint v roce 1699 a jeho zájem o teploty tání kovů je pravděpodobně inspirován jeho povinnostmi v souvislosti s Královská mincovna.

Newton použit lněný olej jako teploměr a změřil jeho změna hlasitosti proti jeho referenčním bodům. Na své stupnici nastavil hodnotu 0 „teplo vzduchu v zimě, při kterém voda začíná mrznout“ (Calor aeris hyberni ubi aqua incipit gelu rigescere), připomínající standard moderní doby Stupnice Celsia (tj. 0 ° N = 0 ° C), ale nemá žádný jediný druhý referenční bod; uvádí „teplo, při kterém voda začíná vřít“ jako 33, ale nejedná se o určující odkaz; hodnoty tělesné teploty a bodu mrazu a bodu varu vody naznačují konverzní faktor mezi Newtonovou a Celsiovou stupnicí mezi přibližně 3,08 (12 ° N = 37 ° C) a 3,03 (33 ° N = 100 ° C), ale protože vzhledem k objektivně ověřitelným referenčním bodům, které vedou k neslučitelným údajům (zejména pro vysoké teploty), není možná jednoznačná „konverze“ mezi váhami.[2]

Lněný teploměr lze použít až do bodu tání cínu. Pro vyšší teploty používal Newton „dostatečně silný kus železa“, který byl ohříván do žhavého stavu a poté vystaven větru. Na tento kus železa byly umístěny vzorky kovů a slitin, které se roztavily a poté znovu ochladily. Newton poté určil „stupně tepla“ těchto vzorků na základě dob tuhnutí a spojil tuto stupnici s lněným měřením bodu tání cínu v obou systémech. Tento druhý systém měření vedl Newtona k odvození jeho zákona konvekční přenos tepla, také známý jako Newtonův zákon chlazení.

Newton ve své publikaci uvádí 18 referenčních bodů (kromě rozsahu meteorologických teplot vzduchu), které označuje dvěma systémy, jedním v aritmetickém postupu a druhým v geometrickém postupu, a to následovně:

0teplo vzduchu v zimě, kdy voda začíná mrznout. Tento bod lze přesně určit stisknutím teploměru do tajícího sněhu.
0,1,2teplo v zimě
2,3,4teplo na jaře a na podzim
4,5,6teplo vzduchu v létě
6teplo v poledne kolem měsíce července
121největší teplo, které teploměr absorbuje při kontaktu s lidským tělem
141¼největší teplo vany, které člověk může nějakou dobu vydržet, když je ruka ponořena a je neustále v pohybu
171½největší teplo vany, které člověk může nějakou dobu vydržet, když je ruka ponořena a je stále v klidu
20teplo lázně, ve které kapalný vosk pomalu tuhne a předpokládá průhlednost
242teplo lázně, ve které se pevný vosk roztaví a je konzervován v kapalném stavu bez varu
282¼střední bod mezi bodem varu vody a bodem tání vosku
34teplo, při kterém voda prudce vře (teplota, při které voda začíná vřít, je v popisu uvedena jako další hodnota, jako 33)
40teplota tání slitiny jednoho dílu olova, čtyř dílů cínu a pěti dílů vizmutu
483teplota tání slitiny stejných částí vizmutu a cínu
573¼teplota tání slitiny jednoho dílu vizmutu a dvou dílů cínu
683½teplota tání slitiny jednoho dílu vizmutu a osmi dílů cínu
81bod tání vizmutu
964teplota tání olova
1144¼žár těl, která v noci stěží vidíte zářící
1364½teplo těl, které lze vidět zářící za soumraku
161teplo těles, které lze vidět zářící denním světlem
1925žár železa žhnoucí co nejjasněji

Viz také

Reference

  1. ^ Publikováno anonymně jako „Scala graduum Caloris. Calorum Descriptiones & signa.“ v Filozofické transakce, 1701, 824 –829; vyd. Joannes Nichols, Isaaci Newtoni Opera quae exstant omnia, sv. 4 (1782), 403 –407.Mark P. Silverman, Vesmír atomů, atom ve vesmíruSpringer, 2002, str. 49.
  2. ^ Grigull, U. (1984). „Newtonova teplotní stupnice a zákon chlazení“ (PDF). Přenos tepla a hmoty. 18 (4): 195–199. Bibcode:1984W & S .... 18..195G. doi:10.1007 / BF01007129.

externí odkazy