Geschichte des Thermometers

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

Im 19. Jahrhundert untersuchten Wissenschaftler die niedrigstmögliche Temperatur. Die Kelvin-Skala verwendet dieselben Einheiten wie die Celcius-Skala, beginnt jedoch bei ABSOLUTE ZERO, der Temperatur, bei der alles, einschließlich Luft, fest gefriert. Absoluter Nullpunkt ist O K, was - 273 ° C Celsius entspricht.

Lord Kelvin - Biografie

Sir William Thomson, Baron Kelvin von Largs, Lord Kelvin von Schottland (1824 - 1907), studierte an der Universität Cambridge, war Ruderchampion und wurde später Professor für Naturphilosophie an der Universität Glasgow. Zu seinen weiteren Errungenschaften gehörten die Entdeckung des "Joule-Thomson-Effekts" von Gasen im Jahr 1852 und seine Arbeit am ersten transatlantischen Telegraphenkabel (für das er zum Ritter geschlagen wurde) sowie die Erfindung des Spiegelgalvanometers für die Kabelsignalisierung, des Siphonrekorders , der mechanische Gezeitenprädiktor, ein verbesserter Schiffskompass.

Auszüge aus: Philosophical Magazine Oktober 1848 Cambridge University Press, 1882

… 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 mit der Temperatur T ° dieser Skala zu einem Körper B mit der Temperatur (T-1) ° abfällt, unabhängig von der Zahl T den gleichen mechanischen Effekt ergibt. 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 Grade des Luftthermometers bekannt sein. Nun ermöglicht ein Ausdruck, den Carnot aus der Betrachtung seiner idealen Dampfmaschine erhält, diese Werte zu berechnen, wenn die latente Wärme eines gegebenen Volumens und der Druck des gesättigten Dampfes bei irgendeiner Temperatur experimentell bestimmt werden. Die Bestimmung dieser Elemente ist der Hauptgegenstand von Regnaults großartiger Arbeit, auf die bereits Bezug genommen wurde, aber derzeit sind seine Forschungen nicht vollständig. Im ersten Teil, der allein schon veröffentlicht wurde, wurden die latenten Erhitzungen eines bestimmten Gewichts und die Drücke des gesättigten Dampfes bei allen Temperaturen zwischen 0 ° und 230 ° (Cent. Des Luftthermometers) ermittelt; aber es wäre zusätzlich notwendig, die Dichten des gesättigten Dampfes bei verschiedenen Temperaturen zu kennen, um die latente Wärme eines gegebenen Volumens bei jeder Temperatur bestimmen zu können. M. Regnault kündigt seine Absicht an, Forschungen für dieses Objekt durchzuführen; Aber bis die Ergebnisse bekannt sind, haben wir keine Möglichkeit, die für das vorliegende Problem erforderlichen Daten zu vervollständigen, es sei denn, wir schätzen die Dichte des gesättigten Dampfes bei jeder Temperatur (der entsprechende Druck ist Regnaults bereits veröffentlichten Forschungen bekannt) gemäß den ungefähren Gesetzen der Kompressibilität und Expansion (die Gesetze von Mariotte und Gay-Lussac oder Boyle und Dalton). Innerhalb der natürlichen Temperaturgrenzen in gewöhnlichen Klimazonen kann Regnault (Études Hydrométriques im Annales de Chimie) die Dichte des gesättigten Dampfes tatsächlich feststellen, um diese Gesetze sehr genau zu überprüfen. und wir haben Gründe zu glauben, dass bei Experimenten, die von Gay-Lussac und anderen durchgeführt wurden, bis zu einer Temperatur von 100 ° keine nennenswerte Abweichung auftreten kann; Unsere auf diesen Gesetzen beruhende Schätzung der Dichte von gesättigtem Dampf kann jedoch bei so hohen Temperaturen von 230 ° sehr fehlerhaft sein. Daher kann eine völlig zufriedenstellende Berechnung des vorgeschlagenen Maßstabs erst durchgeführt werden, nachdem die zusätzlichen Versuchsdaten vorliegen müssen. 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 Arbeiten zur Durchführung der notwendigen Berechnungen zur Durchführung eines Vergleichs der vorgeschlagenen Skala mit der des Luftthermometers zwischen den Grenzen von 0 ° und 230 ° des letzteren wurden in letzter Zeit von Herrn William Steele vom Glasgow College freundlicherweise ausgeführt , jetzt vom St. Peter's College in Cambridge. Seine Ergebnisse in tabellarischer Form wurden der Gesellschaft mit einem Diagramm vorgelegt, in dem der Vergleich der beiden Skalen grafisch dargestellt ist. In der ersten Tabelle sind die Beträge der mechanischen Wirkung aufgrund des Abfalls 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 stieg einen Meter hoch.

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

Addieren wir die ersten hundert in der ersten Tabelle angegebenen Zahlen, so ergibt sich 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 wurde von Regnault leicht korrigiert) ein Kilogramm Eis schmelzen lassen. Wenn nun die zum Schmelzen eines Pfunds Eis erforderliche Wärme als Einheit genommen wird und ein Meter-Pfund als Einheit des mechanischen Effekts genommen wird, dann die Menge der Arbeit, die durch den Abstieg einer Wärmeeinheit von 100 ° zu erhalten ist bis 0 ° ist 79x135,7 oder 10.700 nahezu. 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, wobei der Kessel auf der Temperatur von 100 ° war und der Kondensator durch eine konstante Zufuhr von Eis auf 0 ° gehalten wurde, eher weniger als ein Pfund Eis würde in einer Minute geschmolzen sein.