رایج ترین تبدیل های اندازه گیری دما: کلوین، رانکین، سلسیوس، فارنهایت

مقیاس های دما:

سلسیوس، فارنهایت، کلوین و رانکین رایج ترین مقیاس های دما هستند. هر مقیاس دارای ویژگی ها و کاربردهای منحصر به فرد خود است. در اینجا مروری بر چهار مقیاس درجه حرارت اولیه است: سلسیوس (درجه سانتیگراد)، فارنهایت (درجه فارنهایت)، کلوین (K) و رانکین.

1. مقیاس کلوین (K):

مقیاس کلوین یک مقیاس دمای مطلق است که در زمینه های علمی استفاده می شود.

• صفر کلوین (صفر مطلق) مربوط به نقطه ای است که در آن ذرات حداقل حرکت دارند. پایین ترین دمای ممکن است.
• مقیاس کلوین بر اساس قوانین بنیادی ترمودینامیک و مکانیک آماری است.
• نکات کلیدی:
  • صفر مطلق: -273.16 درجه سانتی گراد
  • نقطه ذوب یخ: 273.16 K
  • نقطه جوش آب: 373.16 K
  • هر درجه کلوین معادل یک درجه سانتیگراد است.
• مقیاس کلوین پایه و اساس محاسبات ترمودینامیکی است و در سیستم بین المللی واحدها (SI) استفاده می شود.

2. درجه سانتیگراد (°C) مقیاس:

• پیشنهاد توسط ستاره شناس سوئدی آندرس سلسیوس در سال 1742.
• نقطه انجماد آب 0 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آب در فشار اتمسفر استاندارد 100 درجه سانتیگراد است.
• مقیاس سلسیوس در اروپا و بیشتر نقاط جهان به طور گسترده استفاده می شود.
• نکات کلیدی:
  • نقطه انجماد آب: 0 درجه سانتی گراد
  • نقطه جوش آب: 100 درجه سانتی گراد
  • هر درجه سانتیگراد معادل یک درجه کلوین است.
• قبل از سال 1743، مقادیر معکوس شدند (نقطه جوش 0 درجه سانتیگراد و نقطه انجماد 100 درجه سانتیگراد).

3. مقیاس فارنهایت (°F):

• پیشنهاد شده توسط فیزیکدان آلمانی دانیل گابریل فارنهایت در سال 1724.
• مقیاس فارنهایت معمولاً در ایالات متحده استفاده می شود.
• نکات کلیدی:
  • نقطه انجماد آب: 32 درجه فارنهایت
  • نقطه جوش آب: 212 درجه فارنهایت
  • هر درجه فارنهایت معادل یک درجه رنکین است.
• صفر مطلق در مقیاس فارنهایت در -459.67 درجه فارنهایت است.

4. مقیاس رنکین:

• امروزه در حال عدم استفاده، مقیاس رانکین یک مقیاس دمای مطلق بر اساس مقیاس فارنهایت است.
• پیشنهاد توسط ستاره شناس سوئدی آندرس سلسیوس در سال 1742.
• صفر مطلق در مقیاس رانکین در 0 درجه R است.
• هر مدرک رانکین معادل یک درجه فارنهایت است.

به یاد داشته باشید، این مقیاس‌های دما اهداف مختلفی را انجام می‌دهند، از پیش‌بینی آب و هوای روزمره تا تحقیقات علمی پیشرفته. چه در حال اندازه گیری گرمای قهوه صبح خود باشید و چه در حال کاوش در اسرار کیهان باشید، درک این مقیاس ها ضروری است!

نقاط دمایی رایج:

بیایید به چهار نقطه عطف دمایی اساسی بپردازیم: نقطه انجماد، نقطه جوش، نقطه سه گانه و صفر مطلق.

1. نقطه انجماد:

نقطه انجماد دمایی است که در آن یک ماده از حالت مایع به حالت جامد تبدیل می‌شود. برای آب، نقطه انجماد در دمای 0 درجه سانتیگراد (سلسیوس) یا 273.15 کلوین (کلوین) رخ می دهد. در مقیاس فارنهایت، آب در دمای 32 درجه فارنهایت یخ می‌زند. در نقطه انجماد، انرژی جنبشی ذرات کاهش می یابد و منجر به تشکیل یک ساختار بلوری منظم می شود.

2. نقطه جوش:

نقطه جوش دمایی است که در آن یک ماده از حالت مایع به گاز (بخار) تبدیل می شود. برای آب، نقطه جوش 100 درجه سانتیگراد (سلسیوس) یا 373.15 کلوین (کلوین) است. در مقیاس فارنهایت، آب در ۲۱۲ درجه فارنهایت می‌جوشد. در نقطه جوش، فشار بخار مایع برابر با فشار اتمسفر است و به مولکول ها اجازه می دهد تا به صورت بخار خارج شوند.

3. نقطه سه گانه:

نقطه سه گانه یک حالت منحصر به فرد است که در آن هر سه فاز یک ماده (جامد، مایع و گاز) در کنار هم در تعادل وجود دارند. در یک دما و فشار خاص رخ می دهد. برای آب، نقطه سه گانه دقیقاً 0.01 درجه سانتیگراد (سلسیوس) یا 273.16 کلوین (کلوین) است. در این مرحله، یخ، آب مایع و بخار آب به طور هماهنگ وجود دارند.

4. صفر مطلق:

صفر مطلق کمترین دمای ممکن است که نشان دهنده عدم وجود حرکت مولکولی است. این پایه مقیاس کلوین است. صفر مطلق مربوط به 0 K یا تقریباً -273.15 درجه سانتیگراد است. هیچ ماده ای نمی تواند در دمای کمتر از صفر مطلق وجود داشته باشد. در این مرحله، ذرات دارای حداقل انرژی هستند و تمام حرکت متوقف می شود.

به یاد داشته باشید، این نقاط دما نقش مهمی در تحقیقات علمی، فرآیندهای صنعتی و زندگی روزمره ما دارند. چه در حال دم کردن یک فنجان چای یا کاوش در اسرار جهان باشید، درک این نقاط عطف درک ما را از جهان فیزیکی غنی می کند!