Что измеряют в градусах

О различных температурных шкалах

История

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

Шкала Кельвина

В термодинамике используется шкала Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (состояние, соответствующее минимальной теоретически возможной внутренней энергии тела), а один кельвин равен 1/273.16 расстояния от абсолютного нуля до тройной точки воды (состояния, при котором лёд, вода и водяной пар находятся в равновесии). Для пересчета кельвинов в энергетические единицы служит постоянная Больцмана. Используются также производные единицы: килокельвин, мегакельвин, милликельвин и т.д.

Шкала Цельсия

Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. В этой шкале на 100 градусов раздёлен интервал от температуры самой холодной зимы в городе, где жил Фаренгейт, до температуры человеческого тела. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 5/9 градуса Цельсия.

Шкала Реомюра

Предложенна в 1730 году Р. А. Реомюром, который описал изобретённый им спиртовой термометр.

Единица — градус Реомюра (°R), 1 °R равен 1/80 части температурного интервала между опорными точками — температурой таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R)

В настоящее время шкала вышла из употребления, дольше всего она сохранялась во Франции, на родине автора.

Пересчёт температуры между основными шкалами

Источник

В градусах

Что такое «произвольная» единица измерения и что она измеряет

Вы не задавались вопросом, почему в градусах измеряют настолько не связанные между собой вещи — углы и температуру? Скажем больше, градусами меряют плотность жидкости и качество молока и (да, мы не забыли) долю спирта. Gradus — латинское слово, означающее шаг, ступень или степень. Иными словами, у градуса, в отличие от метрических единиц измерения, нет конкретной величины, и он не соответствует никакому эталону, привязанному к тем или иным физическим параметрам. При этом размер градуса можно всякий раз устанавливать по-разному, и ничего не изменится. Кому и зачем могла понадобиться такая единица измерения? Давайте разбираться.

Со школы все мы знаем, что в окружности содержится ровно 360 градусов. Но почему именно 360? Ответить на этот вопрос можно по-разному.

По одной версии, древние астрономы, скорее всего персы и каппадокийцы, заметили, что солнце оказывается в одной и той же точке небосвода лишь один раз в 365 дней. Они объяснили это тем, что солнце совершает полный оборот вокруг земли за год и возвращается в исходную точку.

Возможно, они округлили число 365, а может, и просто пропустили пять дней, но в итоге заключили: солнце сдвигается на одну трехсот шестидесятую долю окружности в день.

Другая теория объясняет 360-градусный полный угол совсем другими причинами. Шумеры и вавилоняне пользовались (не самой удобной) шестидесятеричной системой счисления. Большие числа они считали шестидесятками (например, число 1020 это 17 шестидесятков).

Знаки шумерской шестидесятиричной системы счисления

Вписав в окружность правильный шестиугольник, вавилоняне заметили, что в круг отлично помещаются шесть равносторонних треугольников. Каждому треугольнику они приписывали по шестидесятку. В итоге, шесть треугольников по шестидесятку дали известные 360 градусов.

Шестидесятизначная система объясняет и деление градуса на 60 минут (‘) и 3600 секунд (“). Знак, которым мы сегодня обозначаем градусы (°), впервые был использован в математике в 1569 году, по аналогии с верхним штриховым индексом для минут и секунд.

Независимо от истории, полный угол в 360 градусов — лучший вариант из возможных, ведь 360 — сверхсоставное число (натуральное число, с бoльшим числом делителей, чем все предыдущие). Оно делится на все числа от 1 до 10 за исключением семи, а еще и на: 12, 15, 18, 20, 24, 30, 36, 40, 45, 60, 72, 90, 120 и 180. На такое количество частей вы можете разделить окружность простым вычислением в уме.

Геометрические градусы прошли проверку временем и оказались самой удобной единицей измерения углов. Но есть и другие.

Так, если у вас есть инженерный калькулятор, то, переключаясь между градусами (DEG) и радианами (RAD), вы, возможно, попадали в режим GRAD — это исчисление в градах (или гонах). Один град — это одна сотая часть прямого угла, а значит, полный угол равен 400 град.

Такая единица измерения появилась во времена Французской революции вместе с метрической системой и быстро всех запутала. Кроме проблем с названием, — в некоторых странах grad обозначали привычные градусы, — возникли трудности и с вычислением.

Например, как известно, углы равностороннего треугольника равны друг другу и составляют 60 градусов. Переведем это в грады — 66 целых и шесть в периоде, ужасно неудобно.

В отличие от метрической системы, без которой трудно представить нашу жизнь, вычисления в градах оказались не самыми простыми, сейчас их практически нигде не используют.

Но свой след в истории они оставили — именно благодаря градам стоградусная температурная шкала получила название шкалы Цельсия.

Температура

Как ни странно, температурные шкалы появились гораздо раньше термометров. Создателем первой шкалы можно считать Галена — древнеримского медика, хирурга и философа.

Гален утверждал, что существует некая нейтральная температура — он определил ее как температуру смеси одинакового количества кипящей воды и льда. От нейтральной температуры он отсчитал по четыре шага (ступени) в сторону тепла и холода.

Шведский теолог и физик Иоганн Хаслер на основании работ Галена построил таблицу температуры, опубликованную на страницах труда «De Logistica Medica problematis novem» в 1578 году. Он отложил те же четыре шага тепла и холода по разные стороны от нейтральной температуры, а также заметил, что шкалу можно заменить на последовательность чисел от единицы до девяти.

В таблице значения температуры называются просто «номерами», но в тексте Хаслер использует слово «градус». Нейтральная температура в его системе будет соответствовать числу пять.

Таблица температуры Иоганна Хаслера. Слева направо: первый столбец — шкала Хаслера, второй — шкала Галена, следующие столбцы связаны с рецептами лекарств

Первое устройство, похожее на современный термометр, создал Галилео Галилей приблизительно в 1597 году. Вслед за этим ученые почти 200 лет искали универсальную, удобную и точную шкалу температур.

Например, в 1701 году Исаак Ньютон в опубликованной анонимно работе (в ней он уже использует слово gradus для обозначения единиц тепла) предлагат 18 реперных точек, часть из которых формирует геометрическую, а другая — арифметическую прогрессии. В градусах Ньютона точка замерзания воды равна 0 градусов, а температура человеческого тела — 12 градусов.

В том же году известный астроном Оле Ремер (первым измеривший скорость света) предложил свой вариант. Нулем своей шкалы он выбрал температуру соленой воды со льдом, а вот температуру кипения воды — снова это магическое число — он обозначил как 60 градусов. Эту шкалу позаимствовал знакомый Ремера, Габриэль Фаренгейт.

Фаренгейт избавился от неудобных дробей, возникавших при измерении температуры человеческого тела (22,5 градуса) и замерзания пресной воды (7,5 градуса), заменив их на 24 и 8 градусов соответственно. Вода стала кипеть при 64 градусах Фаренгейта.

Некоторое время он производил термометры с такой шкалой, но потом, в 1724 году, умножил ее на 4. По одной версии, Фаренгейт просто хотел сделать шкалу точнее, поэтому увеличил количество рисок на градуснике, по другой — он сделал это, чтобы увеличение температуры на один Фаренгейт приводило к увеличению объема ртути ровно на одну десятитысячную.

Так появилась знаменитая шкала Фаренгейта, которой люди пользуются и сегодня. Некоторое время она была лучшей из возможных, но затем ей смену пришел более совершенный вариант. Хотя жители США навряд ли согласились бы с нами.

Жозеф Николя Делиль пошел несколько другим путем. Он выбрал всего одну реперную точку, температуру кипения воды, и обозначил ее за ноль. Градуировать шкалу он решил по расширению ртути в термометре — понижение температуры, приводящее к уменьшению объема ртути на одну стотысячную, Делиль обозначил за один градус.

Температура замерзания воды в таком случае — 2400 градусов, шкала оказалась излишне мелкой, поэтому в 1738 году Иосия Вейтбрехт изменил ее. Он задал температуру замерзания воды в 150 градусов.

Такие термометры стали удобными и получили широкое распространение. Ими примерно сто лет пользовались в России, Ломоносов использовал термометр Делиля (правда, перевернув шкалу) в своих опытах.

Только в этот момент на сцене появляется Андерс Цельсий. В 1741 году он наносит на термометр Делиля свою шкалу — 0 градусов в точке кипения и 100 градусов в точке замерзания воды. Перевернули шкалу (скорее всего, это сделал Карл Линней) через год после смерти Цельсия (он умер в 1744 году от туберкулеза).

Кстати, к 1745 году уже существовал термометр с нулем в точке замерзания и сотней градусов в точке кипения воды. Он называется термометром Лиона, его изобретатель — французский физик Жан-Пьер Кристен.

Заслуга Цельсия в другом — он провел эксперименты, продемонстрировавшие, что температура плавления льда практически не зависит от давления. Более того, он с высокой точностью определил, как температура кипения воды изменяется в зависимости от атмосферного давления.

Цельсий предложил калибровать ноль своей температурной шкалы (в тот момент, точку кипения воды) по атмосферному давлению, определить которое можно по среднему уровню моря.

Эта калибровка наконец сделала термометры по-настоящему универсальными. Вероятно, именно поэтому прогноз погоды, который вы смотрели сегодня утром, был в градусах Цельсия.

Но стоградусную температурную шкалу назвали в честь Цельсия только в 1948 году. До этого она так и называлась — стоградусной температурной (centigrade temperature scale). Но во французском (где использовали грады) термин centigrade уже был занят в геометрии.

Чтобы избежать путаницы, Международное бюро мер и весов переименовало шкалу в честь Андерса Цельсия. Так градусы температуры стали градусами Цельсия.

Диаграмма перевода температур, на которой указаны основные температурные шкалы

Источник

uCrazy.ru

Навигация

ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ

ОПРОС

СЕЙЧАС НА САЙТЕ

КАЛЕНДАРЬ

Сегодня день рождения

Рекомендуем

Крепость алкоголя, температура и углы: почему все 3 величины измеряют в градусах?

Сорок градусов тепла, сорокаградусный алкоголь и острый угол в сорок градусов – почему мы измеряем в одной величине совершенно несвязанные друг с другом вещи? Как появилась эта единица измерения и почему она стала такой универсальной?

Геометрический градус – общепринятая величина, которая используется для измерения плоских углов, координат земной поверхности и азимута. Окружность насчитывает ровно 360 градусов.

Основы геометрии придумали шумеры и завоевавшие их аккадцы. Они использовали шестидесятеричную систему счисления, то есть считали всё не десятками, как мы, а шестидесятками. Например, число 900 – это 15 шестидесятков.

Поместив в окружность равносторонний треугольник, шумеры обнаружили, что всего в круге умещаются шесть фигур. У правильного треугольника каждый угол равен 60°, стало быть, в окружности их 6 х 60 = 360. Число оказалось очень удобным, ведь оно делится на на все числа от 1 до 10, кроме 7, а также на 12, 15, 18, 20 и т.д.

В 1701 году прототип термометра предложил немецкий исследователь Габриэль Фаренгейт. За 0 была выбрана температура холодной морской воды, а температура кипения была определена в 60 градусов. В 1724 году Фаренгейт умножил все величины на 4, чтобы добавить количество рисок. Так появилась шкала, названная в его честь.

Свои варианты предлагали Ранкин, Делиль, Ньютон. Наиболее известен для нас Андерс Цельсий. Его стараниями в 1742 году нулём стала температура таяния льда, а температура кипения воды была определена в 100°.

Метод измерять крепость напитка в градусах придумал русский химик Герман Иванович Гесс в 1847 году. Спиртометр ученого измерял число ведер воды, которым разбавляли спирт, чтобы получить водку.

Таким образом, градус напитка – это его крепость, то есть процентное содержание чистого спирта. Метод Гесса и его спиртометр оказались наиболее удобными и были приняты по всему миру, лишь недавно уступив другим системам измерения.

Почему именно градус?

Само слово с латинского языка переводится как «шаг». У градуса, в отличие от других единиц измерения, нет привязки к конкретной величине. Он не имеет определенных физических параметров и поэтому может применяться где угодно.

По факту говоря, слово «градус» подразумевает количество шагов, сделанные в сторону от условного стандарта. С таким же успехом можно использовать «степень», «единицу» и другие схожие по смыслу термины.

Благодаря своей универсальности градус попал во многие языки и науки. Например, кроме крепости алкоголя и углов в этой величине также измеряют плотность жидкости, цветовую температуру, разность фаз в электротехнике и даже кислотность молока.

Источник

Почему в США до сих пор измеряют температуру в градусах Фаренгейта, когда весь мир — в градусах Цельсия?

В США до сих пор температуру измеряют в «фаренгейтах», тогда как практически все страны еще в 60-е перешли на метрическую систему и пользуются шкалой Цельсия. Есть ли тому логическое объяснение?

На сегодняшний день пять государств, включая США, при измерении температуры тела или за окном, пользуются градусами Фаренгейта. Хотя весь остальной мир уже перешел на шкалу Цельсия, в США упорно продолжают пользоваться «фаренгейтами». В чем причина отказа перехода на привычную для всех систему измерения градусов? Ответ в нашей статье.

Как появились градусные системы Фаренгейта и Цельсия?

Через 18 лет шведский ученый Андрес Цельсий предлагает более упрощенную шкалу измерения температуры. За ноль он взял более понятную величину: температуру таяния льда (замерзания воды), а за +100 ° температуру кипения воды. Такая градация стала логичнее и прозрачнее для всех, ее и взяли за основу во многих странах и со временем внесли в Международную систему единиц (СИ). С 1965 года даже Великобритания стала переходить на систему измерения температуры в градусах Цельсия. Бывшие колонии и подвластные ей территории тоже начали переходить на такую метрическую систему, но только не США.
Стоит отметить, что помимо Цельсия и Фаренгейта существует еще несколько единиц измерения температуры, которые используются в той или иной отрасли производства. Среди них Кельвин, Ранкин, Рёмер, Ньютон, Делиль и Реомюр. Ниже приведена таблица перевода температур в эти единицы измерения.

Почему США упорно отказываются переходить на градусы Цельсия?

Стоит отметить, что США не хочет переходить не только на градусы Цельсия, но и на всю метрическую систему СИ, в которую входят километры, килограммы и другие единицы измерения. На самом деле Штаты пытались перейти на метрическую систему исчисления, но тщетно.

Отметим, что согласно принятому закону о смене системы измерения, переход должен был быть добровольным, а не принудительным, поэтому учитывалось мнение простого населения. Многие профсоюзы и предприниматели выступили против перехода, так как необходимо было переучивать рабочих, а это несло за собой большие материальные убытки. Из-за протестов большинства штатов президент Рональд Рейган был вынужден распустить комиссию в 1982 году, и на этом переход прекратился. Именно поэтому по сей день американцы не перешли на метрическую систему СИ.

NASA терпит убытки из-за нежелания страны переходить на систему СИ

Корпорация NASA также начала использовать метрическую систему параллельно со своей прежней. Из-за этого иногда возникает путаница, которая приводит к большим убыткам. Так в 1999 году на орбиту был запущен автоматический аппарат «Mars Climate Orbiter». Альтиметр, который необходим для системы контроля высоты, работал по старой американской системе, а основные навигационные системы по метрической. Из-за путаницы, система выбрала неправильную точку выхода на орбиту (на 100 км ближе запланированного), и аппарат был уничтожен.

Похожая ситуация произошла в 2006 году, когда был запущен аппарат «DART», который должен был состыковаться с военным спутником. Система GPS в нем выдавала расстояние в метрах, а отклик в навигационной системе был в футах. Из-за этого аппарат столкнулся со спутником, хотя должен был просто состыковаться. Компания понесла убытки.

Читайте также:

— Какое, мол, давление на борту?

Тот смотрит на прибор, отвечает:

— Столько-то миллиметров ртутного столба.

Пилот совершает вираж, выруливает на дополнительный круг, кружим над «Ле-Бурже», ждем. Тут в рации голос:

— Мы, бляха, с Москвой связывались, потому что в Париже про ваши ртутные столбы ни кто не знает, в Мадриде не знает, в Лондоне не знает. А КАКАЯ ТЕМПЕРАТУРА НА БОРТУ!?

И тут я реально ТАК пукнул что едва не обосрался, горючего на борту оставалось практически «0».

Источник

Почему весь мир измеряет градусы по шкале Цельсия, а США по Фаренгейту

Если вы поклонник американского кинематографа, то вы, скорее всего, обращали внимание на то, что в США температуру воздуха измеряют не в привычных для нас градусах Цельсия, а в других единицах — градусах Фаренгейта. Заходит ли речь о прогнозе погоды или просто обсуждается невыносимая жара, в качестве единицы измерения всегда фигурируют градусы по Фаренгейту. Что это за дань прошлому, почему граждане США никак не могут перейти на шкалу Цельсия, как это сделали практически все остальные страны мира?

Помимо США, шкалу Фаренгейта продолжает применять несколько небольших стран, таких как Либерия, Белиз и Республика Палау. Еще в середине прошлого столетия эта шкала была более популярна — ей пользовались в Великобритании, Канаде, в других англоязычных странах мира, а также в британских колониях. Но в 60-х годах прошлого века почти все они переключились на международные стандарты и отказались от шкалы Фаренгейта в пользу Цельсия. Однако американцы проявили стойкость и не захотели ничего менять.

Шкала Фаренгейта была разработана немцем Габриэлем Фаренгейтом чуть раньше, чем мир узнал о шкале Цельсия, созданной Андерсом Цельсием из Швеции. Шкала Цельсия и ее основные значения связаны с разными состояниями воды: температура образования льда соответствует 0ºС, а переход в парообразное состояние соотносится со 100ºС.

Упорство американцев объясняется элементарной привычкой и нежеланием ничего менять в угоду международным стандартам. Сотрудники метеорологических служб в США в своих расчетах применяют шкалу Цельсия, так как это соответствует международным нормам, но ежедневный прогноз погоды для американских граждан дается в привычных градусах по Фаренгейту, поскольку американцам так удобнее. Регулярные социологические опросы показывают, что граждане США не желают использовать шкалу Цельсия и не видят ничего страшного в том, что уже почти никто в мире не применяет творение шведа Фаренгейта.

Источник

• ← Страхование авто ингосстрах калькулятор
• Стс авто нет печати →