Jeder weiß, dass die Temperatur in Grad Celsius gemessen wird. Physiker wissen, dass die internationale Einheit dieser Größe das Kelvin ist. Die historische Entwicklung des Temperaturbegriffs und der entsprechenden Instrumente zu seiner Bestimmung hat dazu geführt, dass wir heute andere metrische Systeme verwenden als unsere Vorfahren. Der Artikel behandelt die Fragen: Was ist der Réaumur-Grad, wann wurde er verwendet und in welcher Beziehung steht er zu den allgemein anerkannten Skalen zur Temperaturmessung?
Rene Antoine Réaumur
Bevor Sie die Réaumur-Skala zur Bestimmung der Temperatur umgebender Körper in Betracht ziehen, sollten Sie die Persönlichkeit ihres Schöpfers berücksichtigen.
Rene Réaumur wurde am 28. Februar 1683 in der französischen Stadt La Rochelle geboren. Er begann von früher Kindheit an Liebe zur wissenschaftlichen Erforschung der umgebenden Welt zu zeigen. Rene interessierte sich für Physik, Mathematik,Astronomie, Jura, Philosophie, Biologie, Metallurgie, Sprachen und viele andere Disziplinen.
Im Alter von 25 Jahren wird er Mitglied der Französischen Akademie der Wissenschaften und beginnt sofort damit, ernsthafte wissenschaftliche Projekte auf nationaler Ebene umzusetzen. Als Mitglied der Akademie der Wissenschaften veröffentlicht Réaumur seit 50 Jahren jedes Jahr eine wissenschaftliche Arbeit. Viele seiner Arbeiten zur Untersuchung von Insekten sowie zur Untersuchung der Eigenschaften von Metallen wurden ins Englische und Deutsche übersetzt. Seine Zeitgenossen nannten ihn Plinius des 18. Jahrhunderts.
Der Wissenschaftler starb im Alter von 74 Jahren an den Folgen eines Sturzes von einem Pferd während eines der Ausritte. Nach sich selbst hinterließ Réaumur wissenschaftliche Manuskripte, die 138 Ordner belegten.
Neue Temperaturskala öffnen
Zu Beginn des 18. Jahrhunderts gab es auf der Welt keine allgemein anerkannte Skala zur Messung der Körpertemperatur. 1731 schlug Rene Reaumur als Ergebnis thermodynamischer Experimente die Verwendung einer Temperaturskala vor, die seinen Nachnamen zu tragen begann. Diese Waage wird seit mehr als 100 Jahren in den führenden Ländern Europas, insbesondere in Frankreich, Deutschland und Russland, verwendet. Sie wurde schließlich von der Celsius-Skala abgelöst, die heute noch weit verbreitet ist.
Es ist interessant festzustellen, dass Réaumur vorgeschlagen hat, seine Waage 11 Jahre vor Celsius zu verwenden.
Experimente, die zur Erfindung der Réaumur-Skala führten
Die Experimente, die den Wissenschaftler dazu inspirierten, eine neue Waage zu erfinden, sind sehr einfach. Sie lauten wie folgt: Réaumur hat sich zum Ziel gesetzt, die Übergangstemperatur zwischen den Aggregatzuständen einer für den Menschen lebenswichtigen Flüssigkeit – Wasser – zu messen, also zu bestimmen, wann es unter Eisbildung zu kristallisieren beginnt und wann es zu kristallisieren beginnt kochen und verwandelt sich in Dampf. Zu diesem Zweck entschied sich der Wissenschaftler für ein Alkoholthermometer, das er selbst konstruiert hatte.
Reaumurs Thermometer war ein etwa 1,5 Meter hohes Glasrohr, das sich am Boden zu einem Gefäß mit einem Durchmesser von etwa 10 cm erweiterte, das mit einer Mischung aus Äthylalkohol und Wasser gefüllt und an beiden Enden verschlossen war. Als Arbeitsflüssigkeit wurde das Alkoholgemisch gewählt, da diese alkoholische Substanz einen 4-mal höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Wasser hat. Letztere Tatsache bedeutet, dass der Füllstand der Alkoholsäule sehr empfindlich auf Temperaturänderungen reagiert, sodass die betreffende Menge genau gemessen werden kann.
Réaumur stellte den Stand der Alkoholsäule im Thermometer auf 0 Grad ein, wenn seine Basis in schmelzendes Eis getaucht wurde, und maß diesen Wert, indem er das Gerät in kochendes Wasser stellte. Der Wissenschaftler bemerkte, dass, wenn die Anfangshöhe der Alkoholsäule 1000 Einheiten beträgt, ihr Endwert 1080 Einheiten beträgt. Die Zahl 80, als Unterschied zwischen dem heißen und k alten Niveau einer Säule in einem Thermometer, legte Réaumur an die Basis seiner Temperaturskala.
oktale Tonleiter
Wie gesagt, 0 Grad auf der Réaumur-Skala (°R) entsprechen der Schmelztemperatur von Eis und 80 °R dem Siedepunkt von Wasser. Das heisst,dass die vom französischen Wissenschaftler vorgeschlagene Skala achtzig Dezimalstellen hat, was sie von den Celsius- oder Kelvin-Skalen unterscheidet, die auf der Zahl 100 basieren. Letztere Tatsache führte offensichtlich zu ihrer allmählichen Verdrängung durch diese Skalen. Unser Zahlensystem ist dezimal, daher ist die Verwendung von Zahlen wie 10, 100 usw. viel bequemer als Zwischenwerte.
Beziehung zu Celsius- und Kelvin-Skalen
Wie oben erwähnt, wird die Réaumur-Temperatur heute fast nirgendwo verwendet, sie wird jedoch manchmal bei der Zubereitung von Zuckersirup und bei der Herstellung von Karamell verwendet. Daher sollten die Formeln zur Umrechnung von Reaumur-Graden in Celsius und Kelvin angegeben werden. Diese Formeln lauten wie folgt:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
In den dargestellten Ausdrücken R, C, K - Grad Réaumur, Celsius bzw. Kelvin. Die Überprüfung der Richtigkeit der ersten Formel ist ganz einfach: Wir setzen den Wert von 80 ° R ein, bei dem Wasser kocht. Dann erh alten wir: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, was genau dem Siedepunkt dieser Flüssigkeit unter normalen Bedingungen in der uns bekannten Skala entspricht.
Hier sind auch die inversen Formeln für die Umrechnung von Grad Celsius und Kelvin in Réaumur:
- R=0,8C;
- R=0,8K - 218,52.
Beachten Sie, dass null Grad Réaumur mit dieser Celsius-Temperatur zusammenfallen.
Beispiel zur Problemlösung
Wie aus den Formeln des vorigen Absatzes ersichtlich ist, erfolgt die Umrechnung zwischen verschiedenen MessskalenTemperatur ist einfach genug. Lösen wir ein einfaches Problem: "Bei der Herstellung von Karamell wurde ein auf Réaumur-Grad geeichtes Thermometer verwendet, das bei der Zubereitung von Süßigkeiten einen Wert von 123 ° R anzeigte. Auf wie viele Grad würde das Thermometer anzeigen, wenn es geeicht wäre die Celsius-Skala?"
Mit der Formel zur Umrechnung von Réaumur-Grad in Celsius erh alten wir: C=1,25123=153,75 °C. Zur Vollständigkeit der Lösung übersetzen wir diese Grade auch in einen Kelvin-Wert, wir erh alten: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
