Масштаб Ньютона
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( сентябрь 2015 г. ) |
Шкала Ньютона — температурная шкала, разработанная Исааком Ньютоном в 1701 году. [1] Свой прибор он назвал « термометром », но термина «температура» не употреблял, говоря вместо этого о «градусах тепла» ( gradus Caloris ).Публикация Ньютона представляет собой первую попытку ввести объективный способ измерения (так называемого) температуры (наряду со шкалой Рёмера, опубликованной почти в то же время).Ньютон, вероятно, разработал свою шкалу для практического использования, а не для теоретического интереса к термодинамике; он был назначен смотрителем монетного двора в 1695 году и мастером монетного двора в 1699 году, и его интерес к температурам плавления металлов, вероятно, вдохновлен его обязанностями в связи с Королевским монетным двором .
Ньютон использовал льняное масло в качестве термометрического материала и измерял изменение его объема по своим контрольным точкам. Он установил за 0 на своей шкале «тепло воздуха зимой, при котором вода начинает замерзать» ( Calor aeris hyberni ubi aqua incipit gelu rigescere ), напоминающее стандарт современной шкалы Цельсия (т. е. 0 °N = 0 °C). ), но у него нет ни одной второй точки отсчета; он действительно дает «теплоту, при которой вода начинает кипеть», как 33, но это не определяющая ссылка; Значения температуры тела, а также температуры замерзания и кипения воды предполагают коэффициент преобразования между шкалой Ньютона и Цельсия примерно от 3,08 (12 °N = 37 °C) до 3,03 (33 °N = 100 °C), но поскольку данные объективно проверяемые опорные точки приводят к несогласованным данным (особенно для высоких температур), однозначное «преобразование» между шкалами невозможно. [2]
Льняной термометр можно использовать до температуры плавления олова. Для более высоких температур Ньютон использовал «достаточно толстый кусок железа», который нагревался докрасна, а затем подвергался воздействию ветра. На этой железке были помещены образцы металлов и сплавов, которые плавились, а затем вновь затвердевали при охлаждении. Затем Ньютон определил «степени теплоты» этих образцов на основе времени затвердевания и привязал эту шкалу к льняной шкале, измерив температуру плавления олова в обеих системах.Эта вторая система измерения привела Ньютона к выводу закона конвективной теплопередачи , также известного как закон охлаждения Ньютона .
В своей публикации Ньютон приводит 18 точек отсчета (помимо диапазона метеорологических температур воздуха), которые он маркирует двумя системами: одной в арифметической прогрессии, другой в геометрической прогрессии, а именно:
| 0 | тепло воздуха зимой, при котором вода начинает замерзать. Эту точку можно точно определить, прижав термометр к тающему снегу. | |
| 0,1,2 | жаркий воздух зимой | |
| 2,3,4 | тепло воздуха весной и осенью | |
| 4,5,6 | жаркий воздух летом | |
| 6 | жара в полдень примерно в июле месяце | |
| 12 | 1 | наибольшее количество тепла, которое нагревает термометр при контакте с телом человека |
| 14 | 1¼ | наибольшая жара ванны, которую можно выдержать в течение некоторого времени, если окунуть в нее руку и держать ее в постоянном движении. |
| 17 | 1½ | наибольшая жара в ванне, которую можно выдержать в течение некоторого времени, если окунуть в нее руку и держать ее неподвижно |
| 20 | жар ванны, в которой жидкий воск медленно затвердевает и приобретает прозрачность | |
| 24 | 2 | тепло ванны, в которой твердый воск плавится и сохраняется в жидком состоянии без кипения |
| 28 | 2¼ | промежуточная точка между температурой кипения воды и температурой плавления воска |
| 34 | теплота, при которой вода бурно кипит (температура, при которой вода начинает кипеть, указана в описании как дополнительная величина, как 33) | |
| 40 | температура плавления сплава одной части свинца, четырех частей олова и пяти частей висмута. | |
| 48 | 3 | температура плавления сплава висмута и олова в равных частях |
| 57 | 3¼ | температура плавления сплава одной части висмута и двух частей олова |
| 68 | 3½ | температура плавления сплава одной части висмута и восьми частей олова |
| 81 | температура плавления висмута | |
| 96 | 4 | температура плавления свинца |
| 114 | 4¼ | тепло тел, которое едва можно увидеть светящимся ночью |
| 136 | 4½ | тепло тел, которое можно увидеть светящимся в сумерках |
| 161 | тепло тел, которые можно увидеть светящимися при дневном свете | |
| 192 | 5 | тепло железа светится как можно ярче |
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Опубликовано анонимно как «Шкала градусов тепла. Описания и признаки тепла». в «Философских трудах» , 1701, 824–829 ; ред. Джон Николс, Труды Исаака Ньютона , т. 4 (1782), 403-407 .Марк П. Сильверман, Вселенная атомов, Атом во Вселенной , Springer, 2002, с. 49.
- ^ Григулл, У. (1984). «Температурная шкала Ньютона и закон охлаждения» (PDF) . Тепломассоперенос . 18 (4): 195–199. Бибкод : 1984W&S....18..195G . дои : 10.1007/BF01007129 . S2CID 118599488 .
Внешние ссылки [ править ]
- Фотография подложки старинного термометра c. 1758 г. – отмечен четырьмя шкалами; первый — Ньютона.
