Geschichte des Thermometers und Lord Kelvin

Lord Kelvin erfand 1848 die Kelvin-Skala Thermometer. Die Kelvin-Skala misst die ultimativen Extreme von heiß und kalt. Kelvin entwickelte die Idee der absoluten Temperatur, die "Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik"und entwickelte die dynamische Theorie der Wärme.

In dem 19. JahrhundertWissenschaftler untersuchten die niedrigstmögliche Temperatur. Die Kelvin-Skala verwendet dieselben Einheiten wie die Celcius-Skala, beginnt jedoch bei ABSOLUTER NULLPUNKT, das Temperatur bei dem alles einschließlich luft fest gefriert. Der absolute Nullpunkt ist O K, was - 273 ° C Grad Celsius entspricht.

Sir William Thomson, Baron Kelvin von Largs, Lord Kelvin von Schottland (1824 - 1907) studierte in Cambridge Universität, war ein Meister Ruderer und wurde später Professor für Naturphilosophie an der Universität von Glasgow. Zu seinen weiteren Errungenschaften gehörte die Entdeckung des "Joule-Thomson-Effekts" von Gasen im Jahr 1852 und seine Arbeit am ersten Transatlantik Telegraph

... Die charakteristische Eigenschaft der Skala, die ich jetzt vorschlage, ist, dass alle Grade den gleichen Wert haben; das heißt, dass eine Wärmeeinheit, die von einem Körper A bei der Temperatur T ° dieser Skala zu einem Körper B bei der Temperatur (T-1) ° abfällt, den gleichen mechanischen Effekt abgeben würde, unabhängig von der Anzahl T. Dies kann zu Recht als absolute Skala bezeichnet werden, da seine Charakteristik völlig unabhängig von den physikalischen Eigenschaften eines bestimmten Stoffes ist.

Um diese Skala mit der des Luftthermometers zu vergleichen, müssen die Werte (nach dem oben angegebenen Schätzprinzip) der Grad des Luftthermometers bekannt sein. Ein Ausdruck, den Carnot aus der Betrachtung seiner idealen Dampfmaschine erhalten hat, ermöglicht es uns nun, diese zu berechnen Werte, wenn die latente Wärme eines bestimmten Volumens und der Druck von gesättigtem Dampf bei jeder Temperatur experimentell sind entschlossen. Die Bestimmung dieser Elemente ist das Hauptziel von Regnaults großartigem Werk, auf das bereits Bezug genommen wurde, aber derzeit sind seine Forschungen nicht vollständig. Im ersten Teil, der allein bisher veröffentlicht wurde, werden die latenten Erhitzungen eines bestimmten Gewichts und die Drücke von gesättigtem Dampf bei allen Temperaturen zwischen 0 ° und 230 ° (Cent. des Luftthermometers) festgestellt worden sind; Es wäre jedoch notwendig, zusätzlich die Dichte des gesättigten Dampfes bei verschiedenen Temperaturen zu kennen, um die latente Wärme eines bestimmten Volumens bei jeder Temperatur bestimmen zu können. M. Regnault kündigt seine Absicht an, Forschungen für dieses Objekt einzuleiten; Bis die Ergebnisse bekannt sind, haben wir jedoch keine Möglichkeit, die für das vorliegende Problem erforderlichen Daten zu vervollständigen, es sei denn, wir schätzen die Dichte des gesättigten Dampfes bei jeder Temperatur (die Entsprechender Druck ist Regnaults bereits veröffentlichten Forschungen bekannt) gemäß den ungefähren Gesetzen der Kompressibilität und Expansion (den Gesetzen von Mariotte und Gay-Lussac oder Boyle und Dalton). Innerhalb der Grenzen der natürlichen Temperatur in gewöhnlichen Klimazonen beträgt die Dichte des gesättigten Dampfes tatsächlich von Regnault (Études Hydrométriques in den Annales de Chimie) gefunden, um diese sehr genau zu verifizieren Gesetze; und wir haben Grund zu der Annahme, dass Experimente, die von Gay-Lussac und anderen durchgeführt wurden, so hoch wie die Temperatur 100 ° keine nennenswerte Abweichung geben können; Unsere auf diesen Gesetzen beruhende Schätzung der Dichte gesättigter Dämpfe kann jedoch bei solch hohen Temperaturen bei 230 ° C sehr falsch sein. Daher kann eine völlig zufriedenstellende Berechnung des vorgeschlagenen Maßstabs erst durchgeführt werden, nachdem die zusätzlichen experimentellen Daten erhalten worden sind; aber mit den Daten, die wir tatsächlich besitzen, können wir einen ungefähren Vergleich der neuen Skala mit der des Luftthermometers anstellen, die mindestens zwischen 0 ° und 100 ° erträglich zufriedenstellend sein wird.

Die Arbeit, die notwendigen Berechnungen durchzuführen, um einen Vergleich des vorgeschlagenen Maßstabs mit dem des Luftthermometers zu bewirken, zwischen dem Grenzwerte von 0 ° und 230 ° des letzteren wurden freundlicherweise von Herrn William Steele, kürzlich vom Glasgow College, jetzt vom St. Peter's College, übernommen. Cambridge. Seine Ergebnisse in tabellarischer Form wurden der Gesellschaft mit einem Diagramm vorgelegt, in dem der Vergleich zwischen den beiden Skalen grafisch dargestellt ist. In der ersten Tabelle sind die Beträge der mechanischen Wirkung aufgrund des Abstiegs einer Wärmeeinheit durch die aufeinanderfolgenden Grade des Luftthermometers gezeigt. Die angenommene Wärmeeinheit ist die Menge, die erforderlich ist, um die Temperatur eines Kilogramms Wasser von 0 ° auf 1 ° des Luftthermometers zu erhöhen. und die Einheit der mechanischen Wirkung ist ein Meter-Kilogramm; Das heißt, ein Kilogramm wurde einen Meter hoch angehoben.

In der zweiten Tabelle sind die Temperaturen gemäß der vorgeschlagenen Skala angegeben, die den unterschiedlichen Graden des Luftthermometers von 0 ° bis 230 ° entsprechen. Die willkürlichen Punkte, die auf den beiden Skalen zusammenfallen, sind 0 ° und 100 °.

Wenn wir die ersten hundert Zahlen in der ersten Tabelle addieren, finden wir 135,7 für den Arbeitsaufwand aufgrund einer Wärmeeinheit, die von einem Körper A bei 100 ° nach B bei 0 ° abfällt. Jetzt würden 79 solcher Wärmeeinheiten laut Dr. Black (sein Ergebnis wird von Regnault nur geringfügig korrigiert) ein Kilogramm Eis schmelzen. Wenn also die Wärme, die zum Schmelzen eines Pfunds Eis erforderlich ist, jetzt als Einheit genommen wird und wenn ein Meter-Pfund als Einheit von genommen wird mechanischer Effekt: Die Arbeitsmenge, die durch den Abstieg einer Wärmeeinheit von 100 ° auf 0 ° erzielt werden muss, beträgt 79 x 135,7 oder 10.700 fast. Dies entspricht 35.100 Fuß-Pfund, was etwas mehr ist als die Arbeit eines Ein-Pferdestärken-Motors (33.000 Fuß-Pfund) in einer Minute; und folglich, wenn wir eine Dampfmaschine hatten, die mit perfekter Wirtschaftlichkeit bei einer Pferdestärke arbeitete, war der Kessel am Temperatur 100 °, und der Kondensator wird durch eine konstante Eiszufuhr auf 0 ° gehalten, eher weniger als ein Pfund Eis würde eingeschmolzen eine Minute.