Температурні шкали. Перші термометри

Ми вибрали цю тему, тому що з поняттями «температура», «вимірювання температури», «термометр» ми постійно стикаємося як при розгляді фізичних чи хімічних процесів у науці та виробництві, так і в побуті, коли ставимо хворому градусник або дивимося на спиртовий термометр за вікном щоб дізнатися, чи одягати тепле пальто. Однак зазвичай при цьому під температурою ми розуміємо просто ступінь нагрітості тіла і не замислюємося про те, що таке температура з фізичної точки зору. Температура є однією з найбільш часто вимірюваних фізичних величин, оскільки практично немає жодної галузі діяльності, де не потрібно вимірювати і регулювати температуру, так само це один з найважливіших екологічних факторів, від якого залежить виживання на планеті, її форми та види. Життя людини також залежить від температури навколишнього середовища.

У Міжнародній системі одиниць (СІ) термодинамічна температура використовується як одна з семи основних фізичних величин, що входять до Міжнародної системи величин, а її одиницею є кельвін, що являє собою, відповідно, одну з семи основних одиниць СІ.

Мета роботи: Ознайомитись із поняттям температури.

Завдання: Переглянути температурні шкали, отримати уявлення про деякі види термометрів, їх принципи дії, опрацювати завдання, провести досвід.

1. Температура,T.

Температура(Від латин. temperatura- Належне змішання, нормальний стан) - скалярна * фізична величина, що характеризує стан термодинамічної рівноваги ** макроскопічної системи ***. Температура всіх елементів системи, що у рівновазі, однакова. Якщо система перебуває у рівновазі, між її частинами, мають різну температуру, відбувається теплопередача (перехід енергії від більш нагрітих частин системи до менш нагрітим), що веде до вирівнювання температур у системі.

Температура відноситься до інтенсивних величин, які не залежать від маси системи.

Інтуїтивне поняття температураз'явилося як міра градації наших відчуттів тепла та холоду; на побутовому рівні температура сприймається як параметр, який служить для кількісного опису ступеня нагрітості матеріального об'єкта.

Слово «температура» виникло в ті часи, коли люди вважали, що в нагрітих тілах міститься більша кількість особливої ​​речовини — теплороду, ніж у менш нагрітих. Тому температура сприймалася як міцність суміші речовини тіла та теплороду. З цієї причини одиниці виміру міцності спиртних напоїв та температури називаються однаково – градусами.

З того, що температура - це кінетична енергія молекул, ясно, що найбільше природно вимірювати її в енергетичних одиницях (тобто в системі СІ в джоулях). Проте вимір температури почався задовго до створення молекулярно-кінетичної теорії, тому практичні шкали вимірюють температуру в умовних одиницях - градусах.

Середня кінетична енергія хаотичного поступального руху молекул тіла пропорційно до термодинамічної (абсолютної) температури:

(k=1.38*10^-23Дж/k-постійна Больцмана(є коефіцієнтом, що переводить температуру із градусної міри(K) в енергетичну(Дж), множник 3/2 був введений для зручності, завдяки чому зникають множники в інших формулах.)

Середня швидкість теплового руху.

Як випливає з формули

холодний газ відрізняється від нагрітого до великої температури енергією хаотичного руху молекул, тому хаотичний рух молекул називається тепловим.

Середню (точніше, середньоквадратичну) швидкість теплового руху молекул можна виразити через температуру газу за допомогою формули

Останню формулу можна привести до зручнішого вигляду, якщо виразити масу молекули і позначити ( R ~ 8, 31 Дж/(К. моль) називають універсальною газовою постійною)

* Скалярна величина - величина, кожне значення якої може бути виражено одним дійсним числом. Т. е. скалярна величина визначається тільки своїм значенням, на відміну від вектора, який крім значення має напрямок. До скалярних величин відносяться довжина, площа, час, температура тощо.

**Термодинамічна рівновага - стан системи, при якому залишаються незмінними за часом макроскопічні величини цієї системи (температура, тиск, об'єм) в умовах ізольованості від навколишнього середовища.

*** Макроскопічна система - система, що складається з великої кількості частинок і не вимагає для свого опису залучення мікроскопічних характеристик окремих частинок.

****Ізольована система (замкнута система) — термодинамічна система, яка не обмінюється з навколишнім середовищем ні речовиною, ні енергією.

2. Температурні шкали.

Температурні шкали, способи розподілу на частини інтервалів температури, що вимірюються термометрами зі зміни будь-якого зручного для вимірювань фізичної властивості об'єкта, за інших рівних умов однозначно залежить від температури (обсягу, тиску, електричного опору, інтенсивності випромінювання, показника заломлення, швидкості звуку та ін.) і званого термометричною властивістю. Для побудови шкали температур приписують її чисельні значення двох фіксованих точок ( реперним точкамтемператури), наприклад точці плавлення льоду та точці кипіння води. Для різниці температур реперних точок ( основний температурний інтервал) на обране довільним чином число частин, одержують одиницю вимірювання температури, а задаючи, знову ж таки довільно, функціональний зв'язок між обраним термометричним властивістю і температурою, отримують можливість обчислювати температуру за даною шкалою.

Зрозуміло, що побудована в такий спосіб емпірична температурна шкалає довільною та умовною. Тому можна створити будь-яке число температурних шкал, що відрізняються обраними термометричними властивостями, прийнятими функціональними залежностями температури від них (у найпростішому випадку зв'язок між термометричною властивістю і температурою вважають лінійною) і реперних точок.

Прикладами температурних шкал є шкали Цельсія, Реомюра, Фаренгейта, Ранкіна і Кельвіна.

Перерахунок температури від однієї температурної шкали до іншої, що відрізняється термометричною властивістю, неможливий без додаткових експериментальних даних.

Принциповий недолік емпіричних температурної шкал - їхня залежність від обраної термометричної властивості - відсутня у абсолютної (термодинамічної) температурної шкали.

2.1. Шкала Кельвіна.

Кельвін (позначення: K) - одиниця термодинамічної температури в Міжнародній системі одиниць (СІ), одна з семи основних одиниць СІ. Запропоновано у 1848 році. Один кельвін дорівнює 1/273,16 частин термодинамічної температури потрійної точки води *. Початок шкали (0 К) збігається з абсолютним нулем**.

Перерахунок градусів Цельсія: °С = K−273,15 (температура потрійної точки води — 0,01 °C).

Одиниця названа на честь англійського фізика Вільяма Томсона, якому було надано звання лорд Кельвін Ларгський з Айршира. У свою чергу це звання пішло від річки Кельвін (River Kelvin), що протікає через територію університету в Глазго.

До 1968 року кельвін офіційно іменувався градусом Кельвіна.

* Потрійна точка води - суворо певні значення температури і тиску, при яких вода може одночасно і рівноважно існувати у вигляді трьох фаз - у твердому, рідкому та газоподібному станах. Потрійна точка води - температура 273,16 К та тиск 611,657 Па.

** Абсолютний нуль температури (рідше - абсолютний нуль температури) - мінімальна межа температури, яку може мати фізичне тіло у Всесвіті. Абсолютний нуль є початком відліку абсолютної температурної шкали, наприклад, шкали Кельвіна. У 1954 X Генеральна конференція з мір і ваги встановила термодинамічну температурну шкалу з однієї реперної точки - потрійної точки води, температура якої прийнята 273,16 К (точно), що відповідає 0,01 ° C, так що за шкалою Цельсія абсолютному нулю відповідає температура −273,15 °C.

2.2. Шкала Реомюр.

Градус Реомюра (°R)— одиниця виміру температури, в якій температура замерзання та кипіння води прийнято за 0 і 80 градусів, відповідно. Запропоновано у 1730 році Р. А. Реомюром. Шкала Реомюра практично вийшла із вжитку.

За очікуваннями Реомюра, спирт розширюється приблизно на 8% (на 8,4% за розрахунком: коефіцієнт розширення спирту 0,00108 К-) при нагріванні від температури танення льоду до температури кипіння (≈78 градусів Цельсія). Тому цю температуру Реомюр встановив як 80 градусів за своєю шкалою, де одній градусу відповідало розширення спирту на 1 тисячну, а нуль шкали було обрано як температура замерзання води. Однак, через те, що як рідина в ті часи використовувалися не тільки спирт, а й різні його водні розчини, то багатьма виробниками та користувачами термометрів помилково вважалося, що 80 градусів Реомюра це температура кипіння води. І після повсюдного впровадження ртуті як рідина для термометрів, а також появи та поширення шкали Цельсія, до кінця 18 століття шкала Реомюра була перевизначена таким чином остаточно. З рівності 100 градусів Цельсія = 80 градусів Реомюра виходить 1 ° C = 0,8 ° R (відповідно 1 ° R = 1,25 ° C). Хоча насправді на оригінальній шкалі Реомюра має бути 1°R = 0,925°C. Ще за життя Реомюра були проведені вимірювання точки кипіння води в градусах його шкали (але не зі спиртовим термометром це було неможливо). Жан Тійє у присутності Жана-Антуана Нолле отримав значення 85. Але всі наступні виміри дали величини від 100 до 110 градусів. Якщо використовувати вищезгадані сучасні дані, то для точки кипіння води в градусах Реомюра виходить значення 108. (У 1772 р. у Франції як стандартна була прийнята температура кипіння води, що дорівнює 110 градусів Реомюра).

2.3. Шкала Цельсія.

Градус Цельсія(позначення: °C) - Широко поширена одиниця вимірювання температури, застосовується в Міжнародній системі одиниць (СІ) поряд з кельвіном.

Градус Цельсія названий на честь шведського вченого Андерса Цельсія, який у 1742 році запропонував нову шкалу для вимірювання температури.

Початкове визначення градуса Цельсія залежало від визначення стандартного атмосферного тиску, тому що температура кипіння води і температура танення льоду залежать від тиску. Це не дуже зручно для стандартизації одиниці виміру. Тому після прийняття кельвіна K, як основна одиниця вимірювання температури, визначення градуса Цельсія було переглянуто.

Відповідно до сучасного визначення градус Цельсія дорівнює одному кельвіну K, а нуль шкали Цельсія встановлений таким чином, що температура потрійної точки води дорівнює 0,01 °C. У підсумку, шкали Цельсія та Кельвіна зрушені на 273,15:

Історія:

У 1665 році голландський фізик Христиан Гюйгенс разом з англійським фізиком Робертом Гуком вперше запропонували використовувати як відлікові точки температурної шкали точки танення льоду і кипіння води.

1742 року шведський астроном, геолог і метеоролог Андерс Цельсій (1701—1744) на основі цієї ідеї розробив нову температурну шкалу. Спочатку в ній 0 ° (нулем) була точка кипіння води, а 100 ° - температура замерзання води (точка плавлення льоду). Пізніше, вже після смерті Цельсія, його сучасники та співвітчизники ботанік Карл Лінней та астроном Мортен Штремер використали цю шкалу у перевернутому вигляді (за 0° стали приймати температуру танення льоду, а за 100° – кипіння води). У такому вигляді шкала використовується до нашого часу.

2.4. Шкала Фаренгейта.

Градус Фаренгейта(позначення: °F) - Одиниця вимірювання температури. Названий на честь німецького вченого Габріеля Фаренгейта, який запропонував у 1724 шкалу для вимірювання температури.

На шкалі Фаренгейта точка танення льоду дорівнює +32 °F, а точка кипіння води +212 °F(При нормальному атмосферному тиску). При цьому один градус Фаренгейта дорівнює 1/180 різниці цих температур. Діапазон 0…+100 °Fза шкалою Фаренгейта приблизно відповідає діапазону −18…+38 °Cза шкалою Цельсія. Нуль на цій шкалі визначається за температурою замерзання суміші води, солі та нашатирю (1:1:1), а за 96 °Fприйнято нормальну температуру людського тіла.

Перетворення зі шкали Фаренгейта на шкалу Цельсія:

Градуси Фаренгейта широко використовувалися у всіх англомовних країнах до 1960-х років, коли більшість із них перейшла на метричну систему з градусами Цельсія, проте іноді в цих країнах фаренгейти використовуються досі.

В даний час градус Фаренгейта використовується в побуті як основна одиниця вимірювання температури в таких країнах: США та залежні території (Гуам, Віргінські острови, Палау, Пуерто-Ріко тощо), Беліз, Бермудські острови, Ямайка.

2.5.Шкала Ранкіна.

Шкала Ранкіна(Вимірюється в градусах Ранкіна - ° Ra) - Абсолютна температурна шкала, названа на ім'я шотландського фізика Вільяма Ранкіна (1820-1872). Використовується в англомовних країнах для термодинамічних інженерних розрахунків.

Шкала Ранкіна починається при температурі абсолютного нуля, точка замерзання води відповідає 491,67 ° Ra, точка кипіння води 671,67 ° Ra. Число градусів між точками замерзання та кипіння води за шкалою Фаренгейта та Ранкіна однаково і дорівнює 180.

Співвідношення між кельвіном і градусом Ранкіна: 1 K = 1,8 ° Ra, градуси Фаренгейта перетворюються на градуси Ранкіна за формулою ° Ra = ° F + 459,67. Число градусів між точками замерзання і кипіння води за шкалою Фаренгейта і Ранкіна однаково 180. Цим вона відрізняється від абсолютної шкали Кельвіна, де 1 кельвін відповідає 1°С.

Діаграма переведення температур:

3.Термометри.

Термометр(від грец. Terme - тепло, metroo - вимірюваю) - прилад для вимірювання температури: повітря, води, ґрунту, тіла людини та інших фізичних тіл. Термометри застосовуються в метеорології, гідрології, медицині та інших науках та галузях господарства.

Історія винаходу:

Вважають, що винахідником першого термометра-термоскопа був відомий італійський вчений Галілео Галілей (1597). Термоскоп Галілея являв собою скляну кульку з припаяною до неї скляною трубкою. Кульку трохи нагрівали, і кінець трубки опускали в посудину з водою. Через деякий час повітря в кульці охолоджувалося, його тиск зменшувався, і вода під дією атмосферного тиску піднімалася трубкою вгору на деяку висоту. Надалі при потеплінні тиск повітря в кульці збільшувався, і рівень води в трубці знижувався, а при охолодженні - підвищувався.

За допомогою термоскопа можна судити лише про зміну ступеня нагрітості тіл: числових значень температури він не показував, оскільки не мав шкали. Сучасну форму (запаявши трубку та перевернувши її кулькою вниз) термометру надав Габріель Даніель Фаренгейт, голландський фізик, видувальник скла. А постійні (реперні) точки - киплячої води і льоду, що тане - на шкалі термометра розмістив шведський астроном і фізик Андерс Цельсій в 1742 році.

В даний час існує багато видів термометрів: цифрові, електронні, інфрачервоні, пірометри, біметалічні, дистанційні, електроконтактні, рідинні, термоелектричні, газові, термометри опору і т.д. У кожного термометра – свій принцип дії та своя сфера застосування. Розглянемо деякі з них.

3.1.Рідинні термометри.

Рідинні термометри використовують теплове розширення рідин. Залежно від температурного діапазону, в якому належить служити термометру, заповнюють його ртуттю, етиловим спиртом або іншими рідинами.

Рідина термометри, заповнені ртуттю, застосовують для точних вимірювань температури (до десятої частки градуса) в лабораторіях. Термометри, заповнені спиртом, застосовують у метеорології для вимірювання температур нижче -38° (оскільки при нижчій температурі ртуть твердне).

Спиртний термометр.

3.2.Газові термометри.

Газовий термометр— прилад для вимірювання температури, що базується на законі Шарля*.

Принцип роботи:На початку XVIII ст. 1703 Шарль встановив, що однакове нагрівання будь-якого газу призводить до однакового підвищення тиску, якщо при цьому обсяг залишається постійним. За зміни температури за шкалою Цельсія залежність тиску газу при постійному обсязі виражається лінійним законом. А звідси випливає, що тиск газу (при V = const) можна прийняти як кількісний захід температури. З'єднавши посудину, в якій знаходиться газ, з манометром та проградуювавши прилад, можна вимірювати температуру за показаннями манометра**.

У широких межах змін концентрацій газів і температур і малих тисках температурний коефіцієнт тиску різних газів приблизно однаковий, тому спосіб вимірювання температури за допомогою газового термометра виявляється малозалежним від властивостей конкретної речовини, що використовується в термометрі як робоче тіло. Найбільш точні результати виходять, якщо як робоче тіло використовувати водень або гелій.

*Закон Ша́рляабо другий закон Гей-Люссака - один із основних газових законів, що описує співвідношення тиску та температури для ідеального газу. Формулювання закону Шарля таке: для даної маси газу відношення тиску газу до його температури постійно, якщо обсяг газу не змінюється. Цю залежність математично записують так: P/Т=const, якщо V=const та m=const.

**Манометр(грец. manos - рідкісний, нещільний, розріджений + др.-греч μέτρον - міра, вимірювач) - прилад, що вимірює тиск рідини або газу.

3.3. Механічні термометри

Механічні термометри діють за тим же принципом, що і рідинні, але як датчик зазвичай використовується спіраль з металу або біметалу - двох металевих смужок з різними здібностями подовжуватися при зміні температури, скріплених заклепками. Механічні термометри застосовують для вимірювань температури рідин та газів в опалювальних та санітарних установках, у системах кондиціювання та вентиляції, а також для вимірювань температури сипких та в'язких середовищ (наприклад, тіста або глазурі) у харчовій промисловості.

3.4.Оптичні термометри.

Оптичні термометри (пірометри) дозволяють реєструвати температуру завдяки зміні світності чи спектру випромінювання тіл. Оптичні термометри застосовують для вимірювання температури поверхні об'єктів у важкодоступних (та гарячих) місцях.

3.5.Електричні термометри.

Принцип роботи електричних термометрів ґрунтується на зміні опору* провідника при зміні температури навколишнього середовища.

Електричні термометри ширшого діапазону засновані на термопарах** (контакт між металами з різною електронегативністю створює контактну різницю потенціалів, яка залежить від температури).

Найбільш точними та стабільними у часі є термометри опору на основі платинового дроту або платинового напилення на кераміку. Найбільшого поширення набули PT100 (опір при 0°C – 100Ω) PT1000 (опір при 0°C – 1000Ω) (IEC751). Залежність від температури майже лінійна і підпорядковується квадратичному закону за позитивної температури і рівняння 4 ступеня при негативних (відповідні константи дуже малі, й у першому наближенні цю залежність вважатимуться лінійної). Температурний діапазон -200 - +850 °C

*Електричний опір- фізична величина, що характеризує властивості провідника перешкоджати проходженню електричного струму і дорівнює відношенню напруги на кінцях провідника до сили струму, що протікає по ньому.

**Термопа́ра(термоелектричний перетворювач) - пристрій, що застосовується для вимірювання температури в промисловості, наукових дослідженнях, медицині, системах автоматики.

4.Завдання.

1. Визначте середню квадратичну швидкість молекул кисню та аргону в повітрі за температури 20°C.

2. За якої температури теплова швидкість молекул азоту дорівнює 90км/год?

Досвід Галілея.

Висновок.

На закінчення, ми розглянули поняття температури з фізичної точки зору, але її можна розглядати і як життєво важливий фактор для людини.

Наприклад: для людини, незв'язаної з фізикою, температура є мірою градації наших відчуттів тепла і холоду; на побутовому рівні температура сприймається як параметр, який служить для кількісного опису ступеня нагрітості матеріального об'єкта.

У цьому проекті було розглянуто декілька видів температурних

шкал: Кельвіна, Реомюра, Цельсія, Фаренгейта, Ранкіна. Кожна шкал має свої особливості та недоліки.

Також у проекті були порушені деякі види термометрів: рідинні,

газові, механічні, оптичні, електричні. У кожного термометра – свій принцип дії та своя сфера застосування.

Вирішили завдання із застосуванням формули середньої квадратичної швидкості.

Провели досвід Галілея, пов'язаний із зміною температури. Created by Макарів і Степанов

Зміст:

Вступ

Температура та термометри – історія виникнення

Температурні шкали та їх види

1. Шкала Фаренгейта

   Шкала Реомюра

   Шкала Цельсія

   Шкала Кельвіна

Абсолютний нуль температур

Вплив температурних умов життя на Землі

Висновки

Термометри та температура. Історія виникнення.

Що таке температура

Перш ніж почати розповідь про датчики температури, слід розібратися, що таке.температура з погляду фізики . Чому організм людини відчуває зміну температури, чому ми говоримо, що ось сьогодні тепло чи просто спекотно, а на другий день прохолодно, або навіть холодно.

Термін температура походить від латинського слова temperatura, що в перекладі означає нормальний стан або належне усунення. Як фізична величина температура характеризує внутрішню енергію речовини, ступінь рухливості молекул, кінетичну енергію частинок, що у стані термодинамічного рівноваги.

Як приклад можна розглянути повітря, молекули та атоми якого рухаються хаотично. Коли швидкість переміщення цих частинок зростає, то кажуть, що температура повітря висока, повітря тепле або навіть гаряче. У холодний день, наприклад, швидкість руху частинок повітря мала, що відчувається як приємна прохолода або навіть «собачий холод». Слід звернути увагу на те, що швидкість руху частинок повітря не залежить від швидкості вітру! Це зовсім інша швидкість.

Це те, що стосується повітря, в ньому молекули можуть рухатися вільно, а як же справа в рідких і твердих тілах? Вони тепловий рух молекул також існує, хоча й меншою мірою, ніж у повітрі. Але його зміна цілком помітно, що обумовлює температуру рідин та твердих тіл.

Молекули продовжують рух навіть за температури танення льоду, як і за негативної температурі. Наприклад, швидкість руху молекули водню за нульової температури 1950 м/сек. Кожну секунду в 16 см3 повітря відбувається тисяча мільярдів зіткнень молекул. При збільшенні температури рухливість молекул зростає, кількість зіткнень відповідно збільшується.

Однак слід зауважити, щотемпература ітепло суть є не одне й те саме. Простий приклад: звичайна газова плита на кухні має великі та маленькі пальники, в яких спалюється один і той самий газ. Температура згоряння газу однакова, тому температура самих пальників також та сама. Але той самий об'єм води, наприклад чайник або відро, швидше закипить на великому пальнику, ніж на маленькому. Це відбувається тому, що великий пальник дає більшу кількість тепла, спалюючи більше газу в одиницю часу, або має більшу потужність.

Перші термометри

До винаходу такого повсякденного та простого для нашого повсякденного життя вимірювального приладу як термометр про тепловий стан люди могли судити лише за своїми безпосередніми відчуттями: тепло чи прохолодно, гаряче чи холодно.

Слово "температура" виникло давно - тоді ще не існувало молекулярно-кінетичної теорії. Вважалося, що у тілах міститься якась матерія, звана “теплородом”, й у теплих тілах її більше, ніж у холодних. Температура, таким чином, характеризувала суміш теплороду і речовини самого тіла, і чим вищою була температура – ​​тим, отже, міцніша ця суміш. Звідси пішов вимір міцності спиртних напоїв у градусах.

Історія термодинаміки почалася, коли в 1592 Галілео Галілей створив перший прилад для спостережень за змінами температури, назвавши його термоскопом. Термоскоп являв собою невелику скляну кульку з припаяною скляною трубкою. Кульку нагрівали, а кінець трубки опускали у воду. Коли кулька охолоджувалась, тиск у ньому зменшувався, і вода у трубці під дією атмосферного тиску піднімалася на певну висоту вгору. При потеплінні рівень води трубки опускався вниз. Недоліком приладу було те, що по ньому можна було судити лише про відносний ступінь нагрівання або охолодження тіла, оскільки шкали ще не було.

Пізніше флорентійські вчені вдосконалили термоскоп Галілея, додавши до нього шкалу з намистин і відкачавши з кульки повітря.

Потім з'явилися термометри, наповнені водою – але рідина замерзала і термометри лопалися. Тому замість води стали використовувати винний спирт, а потім учень Галілея Еванджеліста Торрічеллі придумав заповнити термометр ртуттю та спиртом та запаяти, щоб атмосферний тиск не впливав на свідчення. Прилад було перевернуто кулькою вниз, посудину з водою видалили, а трубку налили спирт. Дія приладу ґрунтувалася на розширенні спирту при нагріванні, тепер показання не залежали від атмосферного тиску. Це був один із перших рідинних термометрів.

На той момент показання приладів ще не узгоджувалися один з одним, оскільки жодної конкретної системи при градуюванні шкал не враховувалося. У 1694 році Карло Ренальдіні запропонував прийняти як дві крайні точки температуру танення льоду і температуру кипіння води.

Температурні шкали

Вимірювати температуру людство навчилося приблизно 400 років тому. Але перші прилади, що нагадують нинішні термометри, з'явилися лише у ХVІІІ столітті. Винахідником першого градусника став вчений Габріель Фаренгейт. Усього у світі було винайдено кілька різних температурних шкал, одні з них були популярнішими і використовуються досі, інші поступово вийшли з вживання.

Температурні шкали - це системи температурних значень, які можна порівняти між собою. Так як температура не відноситься до величин, що підлягають безпосередньому виміру, значення її пов'язують зі зміною температурного стану будь-якої речовини (наприклад, води). На всіх температурних шкалах, як правило, фіксують дві точки, що відповідають температурам переходу вибраної термометричної речовини у різні фази. Це звані реперні точки. Прикладами реперних точок може бути точка закипання води, точка твердіння золота і т. п. Одну з точок приймають за початок відліку. Інтервал між ними поділяють певну кількість рівних відрізків, є одиничними. За одиницю виміру температури повсюдно прийнято один градус. температура шкала прилад

Найбільш популярні і широкі поширення у світі шкали температур – шкала Цельсія і Фаренгейта.

Розглянемо по порядку наявні шкали та спробуємо порівняти їх з погляду зручності використання та практичної користі. Найбільш відомих шкал чотири:

Шкала Фаренгейта

Шкала Реомюра

Шкала Цельсія,

Шкала Кельвіна

Шкала Фаренгейта

У багатьох довідниках, зокрема у російській Вікіпедії, Даніель Габріель Фаренгейт згадується як німецький фізик. Проте, згідно з енциклопедією «Британника», він був голландським фізиком, який народився в Польщі в м. Гданську 24 травня 1686 р. Фаренгейт сам виготовляв наукові інструменти і в 1709 р. винайшов спиртовий термометр, а в 1714 р. ртутний термометр.

У 1724 р. Фаренгейт став членом Лондонського Королівського Товариства та представив йому свою шкалу температур. Шкала була збудована на основі трьох опорних точок. У початковому варіанті (який надалі був змінений) за нульову точку він прийняв температуру соляного розчину (лід, вода та хлорид амонію у співвідношенні 1:1:1). Стабілізація температури такого розчину відбувалася за 0 °F (-17.78 °C). Друга точка 32 °F була точкою плавлення льоду, тобто. температурою суміші льоду та води у співвідношенні 1:1 (0 °C). Третя точка – нормальна температура людського тіла, якій він приписав 96 °F.

Чому вибрали такі дивні, некруглі цифри? Згідно з однією з історій, Фаренгейт спочатку вибрав за нуль своєї шкали найнижчу температуру, виміряну в його рідному місті Гданську взимку 1708/1709 р. Пізніше, коли стало необхідно зробити цю температуру добре відтворюваною, він використав для її відтворення соляний розчин. Одне з пояснень неточності одержаної температури в тому, що Фаренгейт не мав можливості зробити хороший соляний розчин, щоб отримати точний евтектичний рівноважний склад хлориду амонію (тобто він, можливо, розчиняв кілька солей, причому не повністю).

Ще одна цікава історія пов'язана з листом Фаренгейта до його друга Германа Бурхаве. Згідно з листом, його шкалу було створено на основі роботи астронома Олофа Ромера, з яким Фаренгейт раніше спілкувався. У шкалі Ромера соляний розчин замерзає при нулі градусів, вода при 7,5 градусах, температура тіла людини прийнята за 22,5 градуса і вода кипить при 60 градусах (є думка, що це за аналогією з 60 сек. за годину). Фаренгейт помножив кожне з чисел на чотири, щоб забрати дрібну частину. При цьому точка плавлення льоду дорівнювала 30 градусів, а температура людини 90 градусів. Він пішов далі і зсунув шкалу так, щоб точка льоду дорівнювала 32 градусів, а температура тіла людини 96 градусів. Таким чином з'явилася можливість розбити інтервал між цими двома точками, що становив 64 градуси, простим багаторазовим поділом проміжку навпіл. (64 це 2 шостою мірою).

При вимірі своїми відградуйовані термометрами температури кипіння води Фаренгейт отримав значення близько 212 °F. Надалі вчені вирішили трохи перевизначити шкалу, приписавши точне значення двом реперним точкам, що добре відтворюються: температурі плавлення льоду 32 °F і температурі кипіння води 212 °F. При цьому нормальна температура людини за такою шкалою після нових, точніших вимірів вийшла близько 98 °F, а не 96 °F.

Шкала Реомюра

Французький дослідник природи Рене Антуан Фершо де Реомюр народився 28 лютого 1683 року в Ла-Рошелі в сім'ї нотаріуса. Здобув освіту в школі єзуїтів у Пуатьє. З 1699 року вивчав право та математику в університеті Бурже. У 1703 році продовжив вивчення математики та фізики у Парижі. Після того, як в 1708 Рене опублікував свої перші три роботи в галузі математики, він був прийнятий в члени Паризької Академії Наук.

Наукові праці Реомюр досить різноманітні. Він займався математикою, хімічною технологією, ботанікою, фізикою та зоологією. Але у двох останніх предметах він досяг успіху, тому основні його праці були присвячені саме цим темам.

В 1730 Реомюр описав винайдений ним спиртовий термометр, шкала якого визначалася точками кипіння і замерзання води. 1 градус Реомюра дорівнює 1/80 частини температурного інтервалу між точками танення льоду (0°R) та кипіння води (80°R

Припаявши до круглої колби тонку трубку, Реомюр залив у неї спирт, по можливості очищений від води та розчинених газів. У своєму мемуарі він зазначає, що його рідина містила трохи більше 5 відсотків води.

Трубка не запаювалася – Реомюр лише затикав її замазкою на основі скипидару.

Насправді опорна точка була у Реомюра лише одна: температура танення льоду. А величину градуса він визначив зовсім не розподілом якогось інтервалу температур на число 80, що казна-звідки взялося. Насправді він вирішив прийняти за один градус таку зміну температури, при якому обсяг спирту зростає або убуває на 1/1000. Таким чином, термометр Реомюр можна вважати, по суті, великим пікнометром, точніше - примітивним прототипом цього фізико-хімічного приладу.

Починаючи з 1734 Реомюр протягом п'яти років публікував звіти про вимірювання температур повітря за допомогою запропонованого ним приладу в різних місцевостях, від центральних районів Франції до індійського порту Пондишері, однак пізніше термометрію закинув.

У наш час шкала Реомюра вийшла з ужитку.

Шкала Цельсія

Андерс Цельсій (27 листопада 1701 - 25 квітня 1744 р.) - шведський астроном, геолог і метеоролог (у ті часи геологія та метеорологія вважалися частиною астрономії). Професор астрономії Упсальського університету (1730–1744).

Разом із французьким астрономом П'єром Луї Моро де Мопертюї брав участь у експедиції з метою вимірювання відрізка меридіана в 1 градус у Лапландії (тоді – частина Швеції). Аналогічну експедицію було організовано на екватор, на території нинішнього Еквадору. Порівняння результатів підтвердило припущення Ньютона, що Земля є еліпсоїд, сплюснутий біля полюсів.

1742 запропонував шкалу Цельсія, в якій температура потрійної точки води (ця температура практично збігається з температурою плавлення льоду при нормальному тиску) приймалася за 100, а температура кипіння води - за 0. (Спочатку Цельсій за 100° прийняв температуру танення льоду, а за 0° - температуру кипіння води і лише в рік смерті Цельсія його сучасник Карл Лінней «перевернув» цю шкалу). Так, за нуль за шкалою Цельсія приймалася точка плавлення льоду, а 100° - точка кипіння води при стандартному атмосферному тиску. Ця шкала лінійна в інтервалі 0-100 ° і так само лінійно продовжується в області нижче 0 і вище 100 °.

Шкала Цельсія виявилася раціональнішою, ніж шкала Фаренгейта і шкала Реомюра, і зараз використовується повсюдно.

Шкала Кельвіна

Кельвін Вільям (1824-1907) - видатний англійський фізик, один із засновників термодинаміки та молекулярно-кінетичної теорії газів.

Кельвін запровадив абсолютну шкалу температур у 1848 році і дав одне з формулювань другого початку термодинаміки у формі неможливості повного перетворення теплоти на роботу. Він розрахував розміри молекул на основі вимірювання поверхневої енергії рідини.

Англійський учений У. Кельвін запровадив абсолютну шкалу температур. Нульова температура за шкалою Кельвіна відповідає абсолютному нулю, і одиниця температури за шкалою дорівнює градусу за шкалою Цельсія, тому абсолютна температура Тпов'язана з температурою за шкалою Цельсія формулою:

Одиниця абсолютної температури в СІ називається кельвіном (скорочено К). Отже, один градус за шкалою Цельсія дорівнює одному градусу за шкалою Кельвіна: 1°С = 1К.

Значення температур, які дає нам шкала Фаренгейта та Цельсія, можуть бути легко переведені одна в одну. При переведенні «в умі» значень за Фаренгейтом у градуси Цельсія потрібно вихідну цифру зменшити на 32 одиниці та помножити на 5/9. Навпаки (зі шкали Цельсія до Фаренгейта) – помножити вихідне значення на 9/5 і додати 32. Для порівняння: температура абсолютного нуля за Цельсієм – 273,15°, за Фаренгейтом – 459,67°.

Вимірювання температури

Вимірювання температури ґрунтується на залежності будь-якої фізичної величини (наприклад, об'єму) від температури. Ця залежність і використовується в температурній шкалі термометра - приладу для вимірювання температури.

Абсолютний нуль температур

Будь-який вимір передбачає наявність точки відліку. Не виняток і температура. Для шкали Фаренгейта такою нульовою відміткою є температура снігу, змішаного з кухонною сіллю, для шкали Цельсія – температура замерзання води. Але є особлива точка відліку температури – абсолютний нуль.

Протягом багатьох років дослідники ведуть наступ на абсолютний нуль температури. Як відомо, температура, що дорівнює абсолютному нулю, характеризує основний стан системи багатьох частинок - стан з найменшою можливою енергією, коли атоми і молекули здійснюють так звані «нульові» коливання. Таким чином, глибоке охолодження, близьке до абсолютного нуля (вважається, що сам абсолютний нуль практично недосяжний), відкриває необмежені можливості вивчення властивостей речовини.

Абсолютний нуль – теоретично найнижча можлива температура. Поблизу цієї температури енергія речовини стає мінімальною. Її нерідко називають також "нулем за шкалою Кельвіна". Абсолютний нуль дорівнює приблизно -273°З -460°F. Усі речовини – гази, рідини, тверді тіла – складаються з молекул, і температура визначає швидкість руху цих молекул. Чим вища температура, тим вища швидкість молекул і тим більший обсяг потрібний їм для руху (тобто речовини розширюються). Чим нижче температура, тим повільніше вони рухаються, і зі зниженням температури енергія молекул зрештою зменшується настільки, що вони взагалі перестають рухатися. Іншими словами, будь-яка речовина, замерзаючи, стає твердою. Хоча фізики досягли вже температур, що відрізняються від абсолютного нуля всього на мільйонну частку градуса, сам по собі абсолютний нуль недосяжний. Галузь науки і техніки, що займається вивченням незвичайної поведінки матеріалів, або речовин поблизу абсолютного нуля, називається кріогенною технікою.

Прагнення до абсолютного нуля по суті зустрічається з тими самими проблемами, що й . Щоб набрати швидкість світла, знадобиться нескінченна кількість енергії, а досягнення абсолютного нуля вимагає отримання нескінченної кількості тепла. Обидва ці процеси неможливі.

Незважаючи на те, що ми поки не досягли фактичного стану абсолютного нуля, ми дуже близькі до цього (хоча «дуже» в цьому випадку поняття дуже розтяжне; як дитяча лічилка: два, три, чотири, чотири з половиною, чотири на ниточці, чотири на волосині, п'ять). Найнижча температура, колись зареєстрована на Землі, була зафіксована в Антарктиді в 1983 році, на позначці -89,15 градусів за Цельсієм (184K).

Навіщо потрібен абсолютний нуль температур?

Абсолютний нуль температури – теоретичне поняття, досягти його на практиці неможливо в принципі, навіть в умовах наукових лабораторій із найскладнішою апаратурою. Але вченим вдається охолоджувати речовину до дуже низьких температур, близьких до абсолютного нуля.

При таких температурах речовини набувають дивовижних властивостей, яких вони не можуть мати за звичайних обставин. Ртуть, яку називають «живим сріблом» через її перебування у стані, близькому до рідкого, за такої температури стає твердою – настільки, що нею можна забивати цвяхи. Деякі метали стають крихкими, як скло. Такою ж твердою і тендітною стає гума. Якщо при температурі, близької до абсолютного нуля, ударити молотком якийсь гумовий предмет, він розіб'ється, як скляний.

Така зміна властивостей також пов'язана із природою теплоти. Чим вище температура фізичного тіла, тим інтенсивніше і хаотичніше рухаються молекули. У міру зниження температури рух стає менш інтенсивним, а структура більш упорядкованою.

Дуже важливо, особливо з погляду науки, що матеріали поводяться шалено на екстремально низьких температурах.

Так газ стає рідиною, а рідина – твердим тілом. Граничний рівень упорядкованості – кристалічна структура. При наднизьких температурах її набувають навіть таких речовин, які у звичайному стані залишаються аморфними, наприклад, гума.

Цікаві явища відбуваються з металами. Атоми кристалічних ґрат коливаються з меншою амплітудою, розсіювання електронів зменшується, тому падає електричний опір. Метал набуває надпровідності, практичне застосування якої видається досить привабливим, хоча і важкодосяжним.

При дуже низьких температурах багато матеріалів стають надплинними, що означає, що вони можуть зовсім не мати в'язкості, укладатися надтонкими шарами і навіть кидати виклик гравітації в досягненні мінімуму енергії. Також за низьких температур багато матеріалів стають надпровідними, що означає відсутність будь-якого електричного опору. Надпровідники здатні реагувати на зовнішні магнітні поля таким чином, щоб повністю скасовувати їх усередині металу. В результаті ви можете об'єднати холодну температуру і магніт і отримати щось типу левітації.

Чому є абсолютний нуль, але немає абсолютного максимуму?

Погляньмо на іншу крайність. Якщо температура - це просто міра енергії, то можна просто уявити атоми, які підбираються ближче та ближче до швидкості світла. Не може ж це продовжуватись нескінченно?

Є коротка відповідь: ми не знаємо. Цілком можливо, що буквально існує така річ, як нескінченна температура, але якщо є абсолютна межа, юний всесвіт надає досить цікаві підказки щодо того, що це таке. Найвища температура, яка будь-коли існувала (як мінімум у нашому всесвіті), ймовірно, трапилася в так званий час Планка. Це була мить довжиною в 10-43 секунд після Великого Вибуху, коли гравітація відокремилася від квантової механіки і фізика стала саме такою, якою є зараз. Температура в той час була приблизно 10^32 K. Це в септилліон раз гарячіше, ніж нутро нашого Сонця.

Знову ж таки, ми зовсім не впевнені, чи це найгарячіша температура з усіх, що могли бути. Оскільки у нас навіть немає великої моделі всесвіту в час Планка, ми навіть не впевнені, що Всесвіт кип'ятився до такого стану. У будь-якому випадку, до абсолютного нуля ми набагато ближче, ніж до абсолютної спеки.

Як життя на Землі залежить від температурних та кліматичних умов

Ще в давнину наші предки знали про залежність самопочуття та всіх життєвих процесів від погодних та інших природних явищ. Перші письмові свідоцтвао вплив природно-кліматичних явищ на здоров'ялюдину відомі з давніх-давен. В Індії 4000 років тому говорили про придбання рослинами лікувальних властивостей від променів сонця, гроз та дощів. Тибетська медицина досі пов'язує хвороби із певними поєднаннями метеорологічних чинників. Давньогрецький вчений-медик Гіппократ (460-377 рр. до н.е.) у своїх «Афоризмах» писав, зокрема, що організми людей поводяться по-різному щодо пори року: одні розташовані ближче до літа, інші - до зими, і хвороби протікають по-різному (добре чи погано) у різні пори року, у різних країнах та умовах життя.

Основи наукового спрямування в медицині про вплив кліматичних факторів на здоров'я людини зародились у XVII столітті. У Росії вивчення впливу клімату, сезонів та погоди на людину почалося з заснуванням Російської Академії наук у Петербурзі (1725 р.). У розвитку теоретичних засад цієї науки велику роль відіграли визначні вітчизняні вчені І.М. Сєченов, І.П. Павлов та інші. На початку XXI століття було доведено, що спалах лихоманки Західного Нілу у Волгоградській та Астраханській області пов'язаний з аномально теплою зимою. Спека 2010 року призвела до безпрецедентного зростання цього захворювання – 480 випадків у Волгоградській, Ростовській, Воронезькій та Астраханській областях. Відбувається також поступове просування кліщового енцефаліту північ, що підтверджено роботами проф. Н.К. Токаревича (С.-Петербурзький Інститут мікробіології та епідеміології ім. Пастера) по Архангельській області, і це явище також пов'язують із кліматичними змінами.

Клімат чинить на людину прямий і опосередкований вплив

Прямий вплив дуже різноманітний і зумовлений безпосереднім впливом кліматичних факторів на організм людини і насамперед на умови теплообміну його з середовищем: на кровопостачання шкірних покривів, дихальну, серцево-судинну та потообідувальну системи.

На організм людини, як правило, впливає не один якийсь ізольований фактор, а їхня сукупність, причому основну дію надають не звичайні коливання кліматичних умов, а головним чином їх раптові зміни. Для будь-якого живого організму встановилися певні ритми життєдіяльності різноманітної частоти.

Для деяких функцій організму людини характерна зміна їх за сезонами року. Це стосується температури тіла, інтенсивності обміну речовин, системи кровообігу, складу клітин крові та тканин. Так, у літній період відбувається перерозподіл крові від внутрішніх органів до шкірних покривів, тому артеріальний тиск влітку нижчий, ніж узимку.

Кліматичні фактори, що впливають на людину

Більшість фізичних чинників довкілля, у взаємодії із якими еволюціонував людський організм, мають електромагнітну природу. Добре відомо, що біля поточної води повітря освіжає і бадьорить: у ньому багато негативних іонів. З цієї ж причини людям видається чистим та освіжаючим повітря після грози. Навпаки, повітря в тісних приміщеннях з великою кількістю різного роду електромагнітних приладів насичене позитивними іонами. Навіть порівняно нетривале перебування в такому приміщенні призводить до загальмованості, сонливості, запаморочення та головного болю. Аналогічна картина спостерігається у вітряну погоду, у запорошені та вологі дні. Фахівці у галузі екологічної медицини вважають, що негативні іони позитивно впливають на здоров'я людини, а позитивні – негативно.

Ультрафіолетове випромінювання

Серед кліматичних факторів велике біологічне значення має короткохвильова частина сонячного спектру – ультрафіолетове випромінювання (УФД) (довжина хвиль 295–400 нм).

Ультрафіолетове опромінення – обов'язкова умова нормальної життєдіяльності людини. Воно знищує мікроорганізми на шкірі, попереджає рахіт, нормалізує обмін мінеральних речовин, підвищує стійкість організму до інфекційних захворювань та інших хвороб. Спеціальні спостереження встановили, що діти, які отримували достатню кількість ультрафіолету, в десять разів менш схильні до простудних захворювань, ніж діти, які не отримували достатньої кількості ультрафіолетового опромінення. При нестачі ультрафіолетового опромінення порушується фосфорно-кальцієвий обмін, збільшується чутливість організму до інфекційних захворювань та застуди, виникають функціональні розлади центральної нервової системи, загострюються деякі хронічні захворювання, знижується загальна фізіологічна активність, а отже, і працездатність людини. Особливо чутливі до «світловому голоду» діти, у яких він призводить до розвитку авітамінозу Д (до рахіту).

Температура

Тепловий режим - найважливіша умова існування живих організмів, оскільки всі фізіологічні процеси у них можливі за певних умов.

Сонячна радіація перетворюється на екзогенне джерело тепла, що знаходиться поза організмом, у всіх випадках, коли вона падає на організм і ним поглинається. Сила та характер впливу сонячного випромінювання залежать від географічного положення та є важливими факторами, що визначають клімат регіону. Клімат визначає наявність і розмаїття видів рослин і тварин у цій місцевості. Діапазон існуючих у Всесвіті температур дорівнює тисячам градусів

Порівняно з ними межі, в яких може існувати життя, дуже вузькі – близько 300°С, від -200°С до +100°С. Насправді більшість видів і більшість активності присвячені більш тонкому діапазону температур. Як правило, ці температури, за яких можлива нормальна будова та функціонування білків: від 0 до +50°С.

Температура - один із важливих абіотичних факторів, що впливають на всі фізіологічні функції всіх живих організмів. Температура на земній поверхні залежить від географічної широти та висоти над рівнем моря, а також пори року. Для людини в легкому комфортному одязі буде температура повітря + 19...20°С, без одягу - + 28...31°С.

Коли температурні параметри змінюються, людський організм виробляє специфічні реакції пристосування щодо кожного чинника, тобто адаптується.

Температурний чинник характеризується яскраво вираженими як сезонними, і добовими коливаннями. У ряді районів Землі ця дія фактора має важливе сигнальне значення у регуляції термінів активності організмів, забезпеченні їх добового та сезонного режимів життя.

При характеристиці температурного фактора дуже важливо враховувати його останні показники, тривалість їх дії, повторюваність. Виходять за межі толерантності організмів зміни температури в місцях проживання призводять до масової їхньої загибелі. Значення температури полягає і в тому, що вона змінює швидкість перебігу фізико-хімічних процесів у клітинах, що відбиваються на всій життєдіяльності організмів.

Як відбувається адаптація змін температури.

Основні холодові та теплові рецептори шкіри забезпечує терморегуляцію організму. При різних температурних впливах сигнали до центральної нервової системи надходять не окремих рецепторів, як від цілих зон шкіри, про рецепторних полів, розміри яких непостійні і залежить від температури тіла, і навколишнього середовища.

Температура тіла більшою чи меншою мірою впливає на весь організм (на всі органи та системи). Співвідношення температури зовнішнього середовища та температури тіла визначає характер діяльності системи терморегуляції.

Температура довкілля перевага нижче температури тіла. Внаслідок цього між середовищем та організмом людини постійно відбувається обмін теплом завдяки його віддачі поверхнею тіла та через дихальні шляхи в навколишній простір. Цей процес прийнято називати тепловіддачею. Утворення тепла в організмі людини в результаті окислювальних процесів називають теплоутворенням. У стані спокою при нормальному самопочутті величина теплоутворення дорівнює величині тепловіддачі. У спекотному чи холодному кліматі, при фізичних навантаженнях організму, захворюваннях, стресі тощо. Рівень теплоутворення та тепловіддачі може змінюватись.

Як відбувається адаптація до низької температури.

Умови, за яких організм людини адаптується до холоду, можуть бути різними (наприклад, робота в неопалюваних приміщеннях, холодильних установках на вулиці взимку). При цьому дія холоду не постійна, а чергується із нормальним для організму людини температурним режимом. Адаптація за таких умов виражена нечітко. У перші дні, реагуючи на низьку температуру, теплоутворення зростає неекономно, тепловіддача ще недостатньо обмежена. Після адаптації процеси теплоутворення стають інтенсивнішими, а тепловіддача знижується.

Інакше відбувається адаптація до умов життя у північних широтах, де на людину впливають не лише низькі температури, а й властиві цим широтам режим освітлення та рівень сонячної радіації.

Що відбувається в організмі людини під час охолодження.

Внаслідок подразнення холодових рецепторів змінюються рефлекторні реакції, що регулюють збереження тепла: звужуються кровоносні судини шкіри, що на третину зменшує тепловіддачу організму. Важливо, щоб процеси теплоутворення та тепловіддачі були збалансованими. Переважання тепловіддачі над теплоутворенням призводить до зниження температури тіла та порушення функцій організму. При температурі 35°С спостерігається порушення психіки. Подальше зниження температури уповільнює кровообіг, обмін речовин, а при температурі нижче 25 ° С зупиняється дихання.

Одним із факторів інтенсифікації енергетичних процесів є ліпідний обмін. Наприклад, полярні дослідники, які в умовах низької температури повітря сповільнюють обмін речовин, враховують необхідність компенсувати енергетичні витрати. Їхні раціони відрізняються високою енергетичною цінністю (калорійністю). У жителів північних районів інтенсивніший обмін речовин. Основну масу їх раціону складають білки та жири. Тому в їхній крові вміст жирних кислот підвищено, а рівень цукру дещо знижений.

У людей, що пристосовуються до вологого, холодного клімату та кисневої недостатності Півночі, також підвищений газообмін, високий вміст холестерину в сироватці крові та мінералізація кісток скелета, більш потовщений шар підшкірного жиру (що виконує функцію утеплювача).

Однак не всі люди однаково здатні до адаптації. Зокрема, в деяких людей в умовах Півночі захисні механізми та адаптивна перебудова організму можуть спричинити дезадаптацію – цілу низку патологічних змін, які називаються «полярною хворобою». Одним з найбільш важливих факторів, що забезпечують адаптацію людини до умов Крайньої Півночі, є потреба організму в аскорбіновій кислоті (вітамін С), що підвищує стійкість організму до різноманітних інфекцій.

Адаптація до дії високої температури.

Тропічні умови можуть шкідливо впливати на організм людини. Негативні ефекти можуть бути результатом агресивних факторів навколишнього середовища, таких як ультрафіолетове опромінення, екстремальна спека, різкі зміни температури та тропічні шторми. У метеочутливих людей експозиція до тропічних умов середовища збільшує ризик гострих хвороб, у тому числі ішемічної хвороби серця, астматичних нападів та ниркових каменів. Негативні ефекти можуть бути посилені раптовою зміною клімату, наприклад, під час подорожі повітрям.

Висока температура може впливати на організм людини у штучних та природних умовах. У першому випадку мається на увазі робота в приміщеннях з високою температурою, що чергується з перебуванням за умов комфортної температури.

Висока температура середовища збуджує теплові рецептори, імпульси яких включають рефлекторні реакції, спрямовані підвищення тепловіддачі. При цьому розширюються судини шкіри, прискорюється рух крові судинами, теплопровідність периферичних тканин збільшується в 5-6 разів. Якщо для підтримки теплової рівноваги цього недостатньо, підвищується температура шкіри і починається рефлекторне потовиділення - найефективніший спосіб віддачі тепла (найбільша кількість потових залоз на шкірі рук, обличчя, пахв). У корінних жителів Півдня середня маса тіла менша, ніж у жителів Півночі, підшкірний жир не дуже розвинений. Особливо яскраво виявляються морфологічні та фізіологічні особливості у популяцій, що живуть в умовах високої температури та нестачі вологи (у пустелях та напівпустелях, районах, прилеглих до них). Наприклад, аборигени Центральної Африки, Південної Індії та інших регіонів зі спекотним сухим кліматом мають довгі худорляві кінцівки, невелику масу тіла.

Інтенсивне потовиділення під час перебування людини у спекотному кліматі призводить до зниження кількості води в організмі. Щоб компенсувати втрату води, необхідно збільшити її споживання. Місцеве населення більш адаптоване до цих умов, ніж люди, які приїхали з помірної зони. У аборигенів удвічі-втричі менша добова потреба у воді, а також у білках та жирах, оскільки вони мають високий енергетичний потенціал, і посилює спрагу. Оскільки в результаті інтенсивного потовиділення в плазмі крові зменшується вміст аскорбінової кислоти та інших водорозчинних вітамінів, у раціонах місцевого населення переважають вуглеводи, що збільшують витривалість організму, та вітаміни, що дозволяють виконувати важку фізичну роботу протягом тривалого часу.

Від яких чинників залежить сприйняття температури.

Найбільш чутливо посилює температурне відчуття вітер. При сильному вітрі холодні дні здаються ще холоднішими, а спекотні - ще спекотнішими. На сприйняття організмом температури впливає вологість. При підвищеній вологості температура повітря здається нижчою, ніж насправді, а при зниженій вологості - навпаки.

Сприйняття температури індивідуальне. Одним людям подобаються холодні морозні зими, а іншим – теплі та сухі. Це залежить від фізіологічних та психологічних особливостей людини, а також емоційного сприйняття клімату, в якому пройшло його дитинство.

Природно-кліматичні умови та здоров'я

Здоров'я людини значною мірою залежить від погодних умов. Наприклад, взимку люди частіше хворіють на простудні, легеневі захворювання, грип, ангіну.

До захворювань, пов'язаних з погодними умовами, належать насамперед перегрівання та переохолодження. Перегрівання та теплові удари виникають влітку при спекотній безвітряній погоді. Грип, застудні захворювання, катари верхніх дихальних шляхів, як правило, виникають в осінньо-зимовий період року. Деякі фізичні чинники (атмосферний тиск, вологість, рух повітря, концентрація кисню, ступінь обурення магнітного поля Землі, рівень забруднення атмосфери) надають як прямий вплив на організм людини. Окремо чи комбінації можуть посилити перебіг наявних захворювань, підготувати певні умови для розмноження збудників інфекційних захворювань. Так, у холодний період року через крайню мінливість погоди загострюються серцево-судинні захворювання - гіпертонічна хвороба, стенокардія, інфаркт міокарда. Кишкові інфекції (черевний тиф, дизентерія) вражають людей у ​​спеку року. У дітей до року найбільша кількість запалень легень реєструється у січні – квітні.

У людей з розладами функцій нервової вегетативної системи або хронічними захворюваннями пристосування до погодних факторів, що змінюються, утруднене. Деякі хворі настільки чутливі до змін погоди, що можуть бути своєрідними біологічними барометрами, безпомилково передбачають погоду за кілька. Дослідження, проведені Сибірською філією Академії Медичних наук РФ показали, що 60-65% страждають серцево-судинними захворюваннями чутливі до коливань погодних факторів, особливо навесні та восени, при значних коливаннях атмосферного тиску, температура повітря та змін геомагнітного поля Землі. При вторгненнях повітряних фронтів, що викликають контрастну зміну погоди, частіше спостерігаються кризи при гіпертонічній хворобі, погіршується стан хворих на атеросклероз судин головного мозку, ростуть серцево-судинні катастрофи.

В епоху урбанізації та індустріалізації люди більшу частину життя проводять у приміщенні. Чим довше організм ізольований від зовнішніх кліматичних факторів і знаходиться в комфортних чи субкомфортних умовах мікроклімату приміщення, тим більше знижуються його пристосувальні реакції до погодних параметрів, що постійно змінюються, у тому числі послаблюються процеси терморегуляції. В результаті порушується динамічна рівновага між організмом людини та зовнішнім середовищем, виникають ускладнення у людей із серцево-судинною патологією – кризи, інфаркт міокарда, мозкові інсульти. Тому необхідна організація сучасного медичного прогнозу погоди як методу попередження серцево-судинних катастроф.

Практично кожна людина, доживши до певного віку, переживши черговий стрес або одужавши від хвороби, раптом починає відчувати залежність свого стану та настрою від факторів середовища, що змінюються. У цьому зазвичай робиться висновок, що погода діє здоров'я. У той же час інші люди, які мають неабияке здоров'я, великою впевненістю у своїх силах і можливостях, не уявляють, як можуть такі незначні з їх точки зору фактори, як атмосферний тиск, геомагнітні збурення, гравітаційні аномалії в Сонячній системі діяти на людину. Причому до групи противників впливу геофізичних факторів на людину часто належать фізики та геофізики.

Основними аргументами скептиків є досить спірні фізичні розрахунки енергетичної значущості електромагнітного поля Землі, і навіть змін її гравітаційного поля під впливом сил тяжіння Сонця і планет Сонячної системи. При цьому йдеться, що в містах промислові електромагнітні поля набагато потужніші, а значення зміни гравітаційного поля, що становить цифру з вісьмома нулями після коми, не має будь-якого фізичного сенсу. Таку альтернативну думку на вплив сонячних, геофізичних і кліматичних чинників для здоров'я людини мають, наприклад, геофізики.

Зміна клімату як загроза здоров'ю населення Землі

Доповідь Міжурядової групи з питань зміни клімату підтвердила існування великої кількості фактичних даних, що свідчать про вплив глобального клімату на здоров'я людини. Непостійність та зміна клімату призводить до смерті та хвороб внаслідок стихійних лих, таких як періоди сильної спеки, повені та посухи. Крім того, багато серйозних захворювань вкрай чутливі до зміни температур та режимів випадання опадів. До цих захворювань входять трансмісивні хвороби, такі як малярія та денге, а також недостатність харчування та діарея, що є іншими провідними причинами смерті. Зміна клімату також сприяє зростанню глобального тягаря хвороб, і очікується, що в майбутньому ця тенденція посилюватиметься.

Вплив змін клімату на здоров'я людини не є рівномірним у всьому світі. Вважається, що особливо вразливим є населення країн, що розвиваються, особливо малих острівних держав, посушливих і високогірних зон, а також густонаселених прибережних районів.

На щастя, багатьох з небезпек для здоров'я можна уникнути завдяки існуючим програмам охорони здоров'я та заходам. Узгоджені дії щодо посилення основних елементів систем охорони здоров'я та стимулювання шляхів здорового розвитку можуть зміцнити здоров'я населення зараз, а також знизити вразливість перед зміною клімату в майбутньому.

Висновки

Як невід'ємна складова біосфери Землі, людина є часткою навколишнього світу, глибоко залежною від перебігу зовнішніх процесів. І тому лише гармонія внутрішніх процесів організму з ритмами довкілля, природи, космосу може бути твердою основою стабільної життєдіяльності людського організму, тобто базисом його здоров'я та доброго самопочуття.

Сьогодні стало ясно, що саме природні процеси задають нашому організму здатність протистояти численним екстремальним факторам. А соціальна діяльність людини стає таким же потужним елементом, що стресує, якщо її ритми не підкоряються біосферним і космічним коливанням, і, особливо тоді, коли здійснюється масована тривала спроба підпорядкувати життєдіяльність людини, її біологічний годинник, штучним соціальним ритмам.

Зміни кліматичних та погодних умов неоднозначно позначаються на самопочутті різних людей. У здорової людини при зміні клімату або зміні погоди відбувається своєчасне підлаштовування фізіологічних процесів в організмі до умов навколишнього середовища, що змінилися. В результаті посилюється захисна реакція і здорові люди практично не відчувають негативного впливу погоди. У хворої людини пристосувальні реакції ослаблені, тому організм втрачає здатність швидко підлаштовуватись. Вплив природно-кліматичних умов на самопочуття людини пов'язане також із віком та індивідуальною сприйнятливістю організму.

Перший зафіксований крок (що відноситься до 1597 - Ред.) у розвитку числової температурної шкали пов'язаний з термоскопом Галілея, який схематично показаний на рис. 2.1. Коли верхня частина судини стикається з теплим тілом, повітря розширюється та витісняє рідину вниз. Навпаки, якщо посудина охолоджується, повітря стискається і рідина піднімається трубкою. Таким чином, зміна висоти стовпа рідини свідчить про зміну температури колби. Як ми швидко дізнаємося, розширення і стиск газу при зміні температури зрештою лягло в основу сучасної стандартної шкали температур. Однак прилад Галілея бажав багато кращого. За часів Галілея не знали про барометри. Але ми зараз розуміємо, що висота рідини у трубці залежить від атмосферного тиску. Отже, за однієї і тієї ж температури показання такого приладу на вершині гори відрізнялися б від показань біля її підніжжя. Зміна атмосферного тиску протягом доби також вносила помилки. Загалом прилад Галілея міг вказувати температуру та її зміни, але не дуже підходив для її вимірювання. Тому його найкраще назвати термоскопом, а не термометром.

Майже у кожного з нас слово термометр асоціюється з тонкою градуйованою скляною трубочкою з кулькою на одному кінці, що містить рідину. Таким термометром мама вимірювала вам у дитинстві температуру, коли ви хворіли. Такий термометр висить на стіні майже у кожному житловому приміщенні. Немає хімічної лабораторії, де не було б кількох термометрів. Цей всюдисущий прилад з рідиною всередині скляної трубки було винайдено в середині XVII ст. у Флорентійській академії наук і тому довго називався флорентійським термометром (рис. 2.2). Перші термометри були дещо більшими за сучасні і складалися зі скляної кульки, наповненої рідиною, зазвичай спиртом; кулька приєднувалася до скляної трубки, що має один і той же внутрішній діаметр по всій довжині і розміченою через рівні інтервали. Спочатку передбачалося, що об'єм трубки між двома мітками повинен дорівнювати 1/1000 об'єму кульки. Ця умова вимагає дуже високого мистецтва склодувів, і незабаром шкалу стали наносити після збирання та заповнення термометра. Одна мітка наносилася там, де знаходився рівень рідини при одній фіксованій, або реперній, температурі кульки, друга - при іншій фіксованій температурі. Відстань між двома рівними мітками потім ділилося додатковими мітками на рівні інтервали, або «градуси».

Вибір реперних температур має цікаву історію. У 1701 р. Ісаак Ньютон запропонував як нижню фіксовану точку відліку взяти точку замерзання води і приписати їй нульове значення, а як верхню таку точку - температуру «здорового чоловіка», приписавши їй значення 12. Через кілька років Габріель Давид Фаренгейт, німецький механік , Що займався виготовленням приладів (він, до речі, першим використовував в термометрі ртуть), запропонував прийняти за нульову точку нижчу температуру, яку можна отримати, використовуючи суміш льоду та солі. При цьому температура людського тіла, як і раніше, залишалася рівною 12. Такий великий «градус» був дещо незручним, і тому його швидко розділили на вісім частин і отримали 96 градусів між температурою суміші солі та льоду та нормальною температурою тіла людини.

Рис. 2.1. Термоскоп Галілея. Він здатний вказувати вимірювання температури, але не може з точністю вимірювати їх.

Рис. 2.2. Флорентійський термометр зі шкалою, запропонованою Ньютоном.

Фаренгейт показав, що температура суміші льоду та води стала і відтворювана (тобто завжди одна і та ж). Він показав також, що температура, за якої кипить вода, при незмінному тиску завжди однакова. На одному з його термометрів, що має шкалу, лінійно екстраполіровану за температуру тіла людини, точка кипіння води відповідала градусній відмітці 212, а точка замерзання води - градусній відмітці 32. Незабаром після смерті Фаренгейта ці дві фіксовані точки були прийняті повсюдно в якості реперних. Шкала Фаренгейта, в якій точці замерзання води відповідає значення 32, а точці кипіння - значення 212, набула широкого поширення. Вона досі є найвживанішою температурною шкалою в англомовних країнах. Вас може здивувати, що зараз нормальна температура тіла за цією шкалою дорівнює 98,6 °, а не 96 °. Нормальна температура за цей час, звісно, ​​не змінилася. Температура, яка є підвищеною для нас, ймовірно, була б підвищеною і для Чарлі, хоч ми й не можемо це експериментально довести. Відмінність, ймовірно, викликана недостатньою однорідністю внутрішнього діаметра трубки у першому термометрі Фаренгейта. (Щоправда, у нього могла бути знижена температура того дня, коли він калібрував термометр!)

Франція вийшла на сцену, коли великий французький дослідник Р. А. Ф. де Реомюр запропонував розділити інтервал між точками замерзання і кипіння води на 80 градусів. Його шкала ще використовується в деяких країнах Європи, але не вона позначається буквою R. Якщо позначення R відноситься до температурної шкали, воно є скороченням прізвища Ренкін - шотландського інженера, на чию честь названа абсолютна шкала Фаренгейта (про неї ми розповімо пізніше).

Розподіл інтервалу між точками замерзання та кипіння води на 100 градусів для отримання 100-градусної шкали було запропоновано декількома вченими, але стало асоціюватися з ім'ям шведського астронома Андерса Цельсія.

З 1954 р. за рішенням 10-ї Міжнародної конференції з мір і ваг шкала, в якій нульовий відлік відповідає точці замерзання води, а відлік 100 - точці кипіння води, офіційно називається шкалою Цельсія. Символ °С тепер означає «градуси Цельсія» і більше скороченням слів «градуси стоградусної шкали». Дещо дивно, що ця честь була надана саме Цельсію. На шкалі, яку запропонував він, точка кипіння води дорівнювала нулю, а точка замерзання 100!

ДОПОВІД З ФІЗИКИ

ТЕМПЕРАТУРНІ ШКАЛИ, ТЕРМОМЕТРИ

та їх винахідники

Температурні шкали. Існує кілька градуйованих температурних шкал, і за точки відліку в них зазвичай взяті температури замерзання та кипіння води. Нині найпоширенішою у світі є шкала Цельсія. У 1742 році шведський астроном Андерс Цельсій запропонував 100-градусну шкалу термометра, в якій за 0 градусів приймається температура кипіння води при нормальному атмосферному тиску, а за 100 градусів - температура танення льоду. Розподіл шкали становить 1/100 цієї різниці. Коли почали використовувати термометри, виявилося зручніше поміняти місцями від 0 до 100 градусів. Можливо, у цьому брав участь Карл Лінней (він викладав медицину та природознавство в тому ж Упсальському університеті, де Цельсій – астрономію), який ще в 1838 році запропонував за 0 температури прийняти температуру плавлення льоду, але, схоже, не додумався до другої реперної точки. На сьогодні шкала Цельсія дещо змінилася: за 0°C, як і раніше, прийнята температура танення льоду при нормальному тиску, яка від тиску не дуже залежить. Проте температура кипіння води при атмосферному тиску тепер дорівнює 99,975°C, що не відбивається на точності вимірювання практично всіх термометрів, крім спеціальних прецизійних. Відомі також температурні шкали Фаренгейта, Кельвіна, Реомюра та ін. Температурна шкала Фаренгейта (у другому варіанті, прийнятому з 1714) має три фіксовані точки: 0° відповідав температурі суміші води, льоду і нашатирю, 96° - температурі тіла здорового під пахвою або у роті). Як контрольна температура для звіряння різних термометрів було прийнято значення 32° для точки танення льоду. Шкала Фаренгейта широко поширена в англомовних країнах, але нею майже не користуються науковою літературою. Для переведення температури за Цельсієм (С) у температуру за Фаренгейтом (F) існує формула F = (9/5)C + 32, а для зворотного перекладу - формула C = (5/9)(F 32). Обидві шкали - як Фаренгейта, і Цельсія, - дуже незручні під час проведення експериментів за умов, коли температура опускається нижче точки замерзання води та виражається негативним числом. Для таких випадків були введені абсолютні шкали температур, в основі яких лежить екстраполяція до так званого абсолютного нуля - точки, в якій має припинитися молекулярний рух. Одна з них називається шкалою Ранкіна, а інша – абсолютною термодинамічною шкалою; температури за ними вимірюються у градусах Ранкіна (Rа) та кельвінах (К). Обидві шкали починаються за нормальної температури нуля, а точка замерзання води відповідає 491,7 R і 273,16 K. Число градусів і кельвінів між точками замерзання та кипіння води за шкалою Цельсія та абсолютною термодинамічною шкалою однаково і дорівнює 100; для шкал Фаренгейта і Ранкіна воно теж однаково, але дорівнює 180. Градуси Цельсія переводяться в кельвіни за формулою K = C + 273,16, а градуси Фаренгейта - в градуси Ранкіна за формулою R = F + 459,7. в Європі довгий час була поширена шкала Реомюра, введена в 1730 Рене Антуаном де Реомюром. Вона побудована не довільним чином, як шкала Фаренгейта, а відповідно до теплового розширення спирту (відносно 1000:1080). 1 градус Реомюра дорівнює 1/80 частини температурного інтервалу між точками танення льоду (0°R) та кипіння води (80°R), тобто 1°R = 1.25°С, 1°C = 0.8°R., але в даний час вийшла із вживання.

Після введення Міжнародної системи одиниць (СІ) до застосування рекомендовано дві температурні шкали. Перша шкала - термодинамічна, яка не залежить від властивостей речовини, що використовується (робочого тіла) і вводиться за допомогою циклу Карно. Одиницею вимірювання температури у цій температурній шкалі є один кельвін (1 К) - одне з основних одиниць у системі СІ. Ця одиниця названа на честь англійського фізика Вільяма Томсона (лорда Кельвіна), який розробляв цю шкалу та зберіг величину одиниці вимірювання температури такої самої, як і в температурній шкалі Цельсія. Друга рекомендована температурна шкала – міжнародна практична. Ця шкала має 11 реперних точок – температури фазових переходів низки чистих речовин, причому значення цих температурних точок постійно уточнюються. Одиницею вимірювання температури у міжнародній практичній шкалі також є 1 К.

В даний час основною реперною точкою як термодинамічної шкали, так і міжнародної практичної шкали температур є потрійна точка води. Ця точка відповідає строго певним значенням температури та тиску, при яких вода може одночасно існувати у твердому, рідкому та газоподібному станах. Причому, якщо стан термодинамічної системи визначається лише значеннями температури та тиску, то потрійна точка може бути лише одна. У системі СІ температура потрійної точки води прийнята рівною 273.16 К при тиску 609 Па.

Крім завдання реперних точок, що визначаються за допомогою еталона температури, необхідно вибрати термодинамічні властивості тіла, що описується фізичною величиною, зміна якої є ознакою зміни температури або термометричним ознакою. Ця властивість має бути досить легко відтворювана, а фізична величина - легко вимірювана. Вимірювання зазначеної фізичної величини дозволяє отримати набір температурних точок (і відповідних їм значень температури), проміжних по відношенню до реперних точок.

Співвідношення температурної шкали Фаренгейта та Цельсія

шкала Фаренгейта шкала Цельсія

Точка кипіння 212 ° 100 °

Крапка замерзання 32° 0°

Температура абсолютного нуля -459,67 ° -273,15 °

При переведенні зі шкали Фаренгейта в шкалу Цельсія від вихідної цифри віднімають 32 і множать на 5/9.

При переведенні зі шкали Цельсія у шкалу Фаренгейта вихідну цифру множать на 9/5 і додають 32.

Термометри. Вирішальний внесок у розвиток конструкції термометрів зробив німець Габріель Даніель Фаренгейт. В1709 він винайшов спиртовий термометр, а в 1714 - ртутний. Він надав їм ту саму форму, що застосовується і зараз. Успіх його термометрів слід шукати у новому методі очищення ртуті; крім того, перед запаюванням він кип'ятив рідину в трубці.

Рене Антуан де Реомюр не схвалював застосування ртуті у термометрах внаслідок малого коефіцієнта розширення ртуті. У 1730 р. він запропонував застосовувати у термометрах спирт, а. 1731 року винайшов водно-спиртовий термометр. І оскільки Реомюр знайшов, що спирт, змішаний у пропорції 5:1 з водою, розширюється відносно 1000:1080 при зміні температури від точки замерзання до точки кипіння води, то запропонував шкалу від 0 до 80°.

Вчені. Андерс Цельсія. Андерс Цельсій (Anders Celsius) народився 27 листопада 1701 року у Швеції. Область його інтересів: астрономія, загальна фізика, геофізика.

Викладав в Упсальському університеті астрономію, започаткував там астрономічну обсерваторію.

Цельсій першим виміряв яскравість зірок, встановив взаємозв'язок між північним сяйвом і коливаннями магнітному полі Землі.

Він брав участь у Лапландській експедиції 1736-1737 років щодо вимірювання меридіана. Після повернення з полярних областей Цельсій почав активну роботу з організації та будівництва астрономічної обсерваторії в Упсалі і в 1740 став її директором. Помер Андерс Цельсій 25 березня 1744 року.

На честь нього названо мінерал цельзіан - різновид барієвого польового шпату.

Габріель Фаренгейт. Даніель Габріель Фаренгейт (Daniel Gabriel Fahrenheit) (1686-1736) – німецький фізик. Народився 24 травня 1686 року в Данцигу (нині Гданськ, Польща). Вивчав фізику в Німеччині, Голландії та Англії. Майже все життя прожив у Голландії, де виготовляв точні метеорологічні прилади. У 1709 виготовив спиртовий, у 1714 ртутний термометр, використавши новий спосіб очищення ртуті. Для ртутного термометра Фаренгейт побудував шкалу, що має три реперні точки: 0 ° відповідав температурі суміші вода - лід - нашатирний спирт, 96 ° - температурі тіла здорової людини, а в якості контрольної температури було прийнято значення 32 ° для точки танення льоду. Температура кипіння чистої води за шкалою Фаренгейта становила 212 °. Шкала Фаренгейта застосовується у багатьох англомовних країнах, хоча поступово поступається місцем шкалі Цельсія. Крім виготовлення термометрів, Фаренгейт займався вдосконаленням барометрів та гігрометрів. Досліджував також залежність зміни температури кипіння рідини від атмосферного тиску та вмісту в ній солей, виявив явище переохолодження води, становив таблиці питомої ваги тіл. Помер Фаренгейт у Гаазі 16 вересня 1736 року.

Рене Реомюр. Рене Антуан де Реомюр (Rene Antoin de Reaumur) народився 28 лютого 1683 року в Ла-Рошель, французький дослідник, іноземний почесний член Петербурзької АН (1737). Праці з регенерації, фізіології, біології колоній комах. Запропонував температурну шкалу, названу його ім'ям. Він удосконалив деякі способи приготування сталі, їм, одним із перших, були зроблені спроби наукового обґрунтування деяких процесів лиття, написав роботу "Мистецтво перетворення заліза на сталь". Він дійшов цінного висновку, залізо, сталь, чавун, розрізняються за кількістю деякої домішки і додаючи цю домішку до заліза шляхом цементації або сплавлення з чавуном Реомюр отримував сталь. У 1814 році К. Каретен довів, що цією домішкою є вуглець.

Реомюр дав спосіб виготовлення матового скла.

Сьогодні пам'ять пов'язує його ім'я тільки з винаходом температурної шкали, що довго використовувалася. Насправді Рене Антуан Фершант де Реомюр, який жив у 1683-1757 роках, головним чином, в Парижі, ставився до тих вчених, універсальність яких у наш час - час вузької спеціалізації - важко собі уявити. Реомюр був одночасно техніком, фізиком та натуралістом. Велику популярність за межами Франції він набув як ентомолог. Останніми роками свого життя Реомюр дійшов ідеї, що пошуки таємничої перетворюючої сили слід вести у тих місцях, де її прояв найочевидніше - за перетворення їжі у організмі, тобто. при її засвоєнні.

Вільям Ранкін. Вільям Джон Макуорн Ранкін (Ренін) (William John M. Rankine) (1820-72), шотландський інженер і фізик, один із творців технічної термодинаміки. Запропонував теоретичний цикл парового двигуна (цикл Ранкіна), температурну шкалу (шкала Ранкіна), нуль якої збігається з нулем термодинамічної температури, а за розміром 1 град Р. (°R) дорівнює 5/9 (шкала широкого поширення не отримала).

22 лютого 1857 року народився німецький фізик Генріх Рудольф Герц, на честь якого назвали одиницю виміру частоти. Його ім'я ви не раз зустрічали у шкільних підручниках з фізики. сайт згадує знаменитих учених, відкриття яких увічнили їхні імена у науці.

Блез Паскаль (1623−1662)

«Щастя полягає лише у спокої, а не в метушні», — говорив французький вчений Блез Паскаль. Здається, сам він на щастя не прагнув, поклавши все своє життя на завзяті дослідження в математиці, фізиці, філософії та літературі. Освіта майбутнього вченого займався його батько, склавши вкрай складну програму в галузі природничих наук. Вже у 16 ​​років Паскаль написав роботу «Досвід про конічні перетини». Зараз теорема, про яку розповідала цю працю, називається теоремою Паскаля. Геніальний вчений став одним із засновників математичного аналізу та теорії ймовірностей, а також сформулював головний закон гідростатики. Вільний час Паскаль присвячував літературі. Його перу належать «Листи провінціалу», які висміюють єзуїтів, та серйозні релігійні праці.

Вільний час Паскаль присвячував літературі

Ісаак Ньютон (1643-1727)

Лікарі вважали, що Ісаак навряд чи доживе до старості і страждатиме від серйозних захворювань— у дитинстві його здоров'я було дуже слабким. Натомість англійський вчений прожив 84 роки і заклав основи сучасної фізики. Науці Ньютон присвячував увесь свій час. Найвідомішим його відкриттям став закон всесвітнього тяжіння. Вчений сформулював три закони класичної механіки, основну теорему аналізу, зробив важливі відкриття теорії кольору і винайшов дзеркальний телескоп.На честь Ньютона названа одиниця сили, міжнародна нагорода в галузі фізики, 7 законів та 8 теорем.

Даніель Габріель Фаренгейт 1686-1736

Іменем вченого названо одиницю вимірювання температури — градус Фаренгейта.Даніель походив із заможної купецької родини. Батьки сподівалися, що він продовжить сімейну справу, тож майбутній учений вивчав торгівлю.

Шкала Фаренгейта досі широко використовується у США

Якби в якийсь момент він не виявив інтересу до прикладних наук, то не з'явилося б системи вимірювання температури, яка довгий час панувала в Європі. Втім, її не можна назвати ідеальною, оскільки за 100 градусів учений прийняв температуру тіла своєї дружини, яка, як на зло, на той момент хворіла на застуду.Незважаючи на те, що в другій половині XX століття систему німецького вченого витіснила шкала Цельсія, температурна шкала Фаренгейта, як і раніше, широко використовується в США.

Андерс Цельсій (1701-1744)

Помилково думати, що життя вченого протікало в робочому кабінеті

На честь шведського вченого назвали градус Цельсія.Не дивно, що Андерс Цельсій присвятив своє життя науці. Його батько та обидва діда викладали в шведському університеті, а дядько був сходознавцем і ботаніком. Андерса, насамперед, цікавила фізика, геологія та метеорологія. Помилково думати, що життя вченого протікало лише в робочому кабінеті. Він брав участь в експедиціях на екватор, Лапландію і вивчав Північне сяйво. Цельсій винайшов температурну шкалу, в якій за 0 градусів приймалася температура кипіння води, а за 100 градусів — температура танення льоду. Згодом біолог Карл Лінней перетворив шкалу Цельсія і сьогодні вона використовується в усьому світі.

Алессандро Джузеппе Антоніо Анастасіо Джероламо Умберто Вольта (1745-1827)

Навколишні помічали в Алессандро Вольта задатки майбутнього вченого ще у дитинстві. У 12 років допитливий хлопчик вирішив дослідити джерело неподалік будинку, де блищали шматочки слюди, і мало не потонув.

Початкову освіту Алессандро здобув у Королівській семінарії в італійському місті Комо. У 24 роки він захистив дисертацію.

Алессандро Вольта отримав титул сенатора та графа від Наполеона

Вольта сконструювало перше у світі хімічне джерело електричного струму — «Вольтовий стовп». Революційне для науки відкриття він успішно продемонстрував у Франції, за що отримав титул сенатора та графа Наполеона Бонапарта. На честь вченого названо одиницю вимірювання електричної напруги — Вольт.

Андре-Марі Ампер (1775-1836)

Внесок французького вченого в науку важко переоцінити. Саме він запровадив терміни «електричний струм» та «кібернетика». Вивчення електромагнетизму дозволило Амперу сформулювати закон взаємодії між електричними струмами та довести теорему про циркуляцію магнітного поля.На його честь названо одиницю сили електричного струму.

Георг Сімон Ом (1787-1854)

Початкову освіту він здобув у школі, де працював лише один учитель. Праці з фізики та математики майбутній учений вивчав самостійно.

Георг мріяв розгадати явища природи, і це цілком вдалося. Він довів зв'язок між опором, напругою та силою струму в ланцюзі. Закон Ома знає (чи хотілося б вірити, що знає) кожен школяр.Георг також отримав вчений ступінь доктора філософії та протягом багатьох років ділився своїми знаннями зі студентами німецьких університетів.Його ім'ям названо одиницю електричного опору.

Генріх Рудольф Герц (1857-1894)

Без відкриттів німецького фізика телебачення і радіо просто не існувало б. Генріх Герц досліджував електричне та магнітне поле, експериментально підтвердив електромагнітну теорію світла Максвелла. За своє відкриття він отримав кілька престижних наукових нагород, серед яких навіть японський орден Священного скарбу.