Skale temperatur

Skala Celsjusza to jedna ze skal pomiaru temperatury (od nazwiska szwedzkiego uczonego Andersa Celsiusa, który zaproponował ją w roku 1742).

Anders Celsius w roku 1742 zbudował swój pierwszy termometr rtęciowy. Aby mierzyć temperaturę musiał przyjąć jakąś skalę. Skala, którą zaproponował Celsius była odwrotna do współczesnej. Naukowiec ten przyjął jako zero temperaturę wrzenia wody (obecnie jest to temperatura krzepnięcia), a jako sto stopni wybrał punkt, w którym woda zamarzała (odwrotnie do współcześnie przyjętego punktu wrzenia). Oznacza to, że w pierwotnej skali Celsiusa temperatura pokojowa odpowiadała 80 stopniom (dziś 20). Temperatura ciała człowieka w tej pierwotnej skali wynosiła 63,4 stopnia (współcześnie 36,6). Podczas mroźnego poranka pierwszy termometr Celsiusa mógł wskazywać 110 stopni (obecnie -10).

Dopiero później naukowcy doszli do wniosku, że lepiej jest połączyć wzrost liczby stopni, z procesem ocieplania. Wielu badaczy, między innymi Elvius ze Szwecji (1710), Christian of Lyons (1743) i Carolus Linnaeus (1740), zwracało uwagę na odwrotność wielu zjawisk do zaproponowanego układu temperatur. W efekcie temperatura wrzenia i zamarzania zostały zamienione miejscami i przyjęto znaną nam współcześnie skalę temperatur.

Obecnie przyjmuje się, że stopień skali Celsjusza zdefiniowany jest jako jedna setna różnicy temperatur topnienia lodu i wrzenia wody przy ciśnieniu normalnym jednej atmosfery fizycznej. Zero na skali Celsjusza przyporządkowano temperaturze topnienia lodu. Temperaturze wrzenia wody odpowiada 100 stopni Celsjusza.

Skala Kelvina (skala bezwzględna) jest skalą absolutną, tzn. zero w tej skali oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę, jaką może mieć kryształ doskonały, w którym ustały wszelkie drgania cząsteczek. Temperatura ta nie została nigdy zarejestrowana, gdyż praktycznie nie da się jej osiągnąć, lecz obliczono ją na podstawie funkcji uzależniającej temperaturę od energii kinetycznej drgań cząsteczek w krysztale doskonałym. Funkcję tę opracował Lord Kelvin; od niego pochodzi też nazwa skali.

Temperatura 0 K jest równa temperaturze -273,15C. Ponieważ skala Kelvina oparta jest na skali Celsjusza i odległość jednego stopnia jest w obu przypadkach ta sama, temperaturę w kelwinach otrzymujemy przez dodanie do liczby wyrażonej w stopniach Celsjusza stałej 273,15.
Wzór przeliczenia skali Kelvina na skalę Celsjusza:

Skala Fahrenheita to skala pomiaru temperatury stosowana w niektórych krajach anglosaskich.

Skalę w 1715 zaproponował Daniel Gabriel Fahrenheit. Na punkt zerowy skali wyznaczył on najniższą temperaturę zimy 1708/1709 zanotowaną w Gdańsku (jego rodzinnym mieście). 100 miało być jego własną temperaturą. Na skutek błędów (miał wtedy stan podgorączkowy) skala się "przesunęła" i 100 F oznaczało 37,8 C.

Od 1724 definicję zmieniono na:
- 0F - temperatura mieszaniny wody i lodu z salmiakiem lub solą,
- 32F - temperatura mieszaniny wody i lodu.

Dodatkowo na termometrze rtęciowym skala jest liniowa, czyli współczynnik rozszerzalności rtęci jest stały. Obecnie skala Fahrenheita stosowana jest przede wszystkim w Stanach Zjednoczonych.
Wzór przeliczenia skali Fahrenheita na skalę Celsjusza i odwrotnie:

Skala R?mera (zapisywana skrótem R?) to skala mierząca temperaturę, opracowana w 1701 przez duńskiego astronoma Ole R'mera. jest ona używana dość rzadko.

0 w skali R?mera to temperatura zamarzania mieszaniny wody z solą. Temperatura wrzenia wody to 60 stopni R?mera, a jej zamarzania - 7,5. Na początku skalę tą oznaczano symbolem R, później zmieniono go na R? ze względu na częste pomyłki ze skalami Rankine'a i Raumure'a.

Na początku XVIII wieku prace R?mera na temat pomiarów temperatury studiował Gabriel Daniel Fahrenheit. W 1708 spotkał się on z R?merem osobiście i przedyskutował z nim jego skalę. Później postanowił ją ulepszyć i po dodaniu szeregu zmian stworzył własną skalę - dziś znaną jako skala Fahrenheita - która jest dzisiaj powszechnie używana w krajach anglojęzycznych.
Wzór przeliczeń ze skali R?mera na skalę Celsjusza i odwrotnie:

Skala Raumura jest jedną ze skal termometrycznych, wprowadzona została w 1731 roku przez francuskiego fizyka R.A.F. de Raumura (1683-1757), często używana w Europie Środkowej do początków XX stulecia. W skali Raumura temperatura topnienia lodu (zamarzania czystej chemicznie wody) odpowiada 0 (tak jak w skali Celsjusza), a wrzenia wody 80 (100C), dlatego 1C odpowiada 0,8 w skali Raumura. Zatem chcąc uzyskać [T] Raumura należy pomnożyć temperaturę w stopniach Celsjusza przez 0,8.