TEPLOTA TEPLOTN STUPNICE Pvod slova Podnt a pina

TEPLOTA TEPLOTNÍ STUPNICE

Původ slova • Podnět a příčina určitého druhu smyslových pocitů, podráždění • Z latiny temperature = příjemný pocit • Klamání smysly • Potřeba objektivního měření – celá dlouhá historie

Tepelná rovnováha A B a) Mezi tělesy neprobíhá tepelná výměna, QA= QB Tělesa jsou ve vzájemné tepelné rovnováze, mají stejnou teplotu. b) Probíhá tepelná výměna – tělesa mají různou teplotu větší nebo menší teplota podle změny U výsledná teplota soustavy po nastolení rovnovážného stavu

Teplota, teploměr, Celsiova stupnice (1730) • Teplota je stavová veličina, která charakterizuje stav termodynamické rovnováhy uvažované soustavy (tělesa) • Celsiova teplotní stupnice, Celsiova teplota t, 1 o. C • Závislost stupnice na teplotoměrné látce

Kelvinova stupnice, absolutní teplota (1854) Absolutní nula 0 K (-273, 15 o. C) Základní definiční bod absolutní teplotní stupnice Jednotka kelvin (K) Trojný bod vody; dohodou Tr = 273, 16 K Realizace trojného bodu – viz nádobka s vodou, ledem a vodní sytou párou definice kelvinu – 273, 16 -tá část teploty trojného bodu vody

Celsiova teplota t • Definice • Přechod od t k T: • Pro běžné výpočty volíme Teplotní rozdíly:

Fahrenheitova teplotní stupnice • Fahrenheitova teplotní stupnice, teplota • Teplota směsi vody, ledu a salmiaku 0 o. F • Teplota směsi ledu a vody 32 o. F • Teplota ústní dutiny zdravého muže (teplota krve) 100 o. F • Teplota vroucí vody 212 o. F

Fahrenheitova teplotní stupnice Úloha 1: Odvoďte převodní vztah mezi Celsiovou a Fahrenheitovou teplotou lineární interpolací Jakou teplotu ve o C má směs ledu, soli a salmiaku? ( – 17, 78 o C)

„ 451 stupňů Fahrenheita“ Kolik je to o. C? (asi 233 o. C; teplota, při níž papír hoří; zpravidla se udává od 185 o. C)

Úloha 2: a) Nejvyšší zaznamenaná teplota v Údolí smrti (USA) byla 134 °F. Kolik je to ve stupních Celsia? (56, 7 °C) b) Při jaké teplotě ukazuje Fahrenheitova stupnice: 1) dvakrát větší číselnou hodnotu než Celsiova, 2) poloviční hodnotu oproti Celsiově? (320 °F; − 12, 3 °F) c) Při jaké teplotě se číselný údaj na Fahrenheitově stupnici shoduje s údajem na Celsiově stupnici? (− 40 °F )

Réaumurova (reomírova) teplotní stupnice • Réaumurova teplotní stupnice, teplota • Teplotě 0 o. C odpovídá teplota 0 o. R • Teplotě 100 o. C odpovídá teplota 80 o. R • Úloha 2: Odvození převodního vztahu • Pozn. : Rankineho (Rankineova ? ) teplotní stupnice podle skot. inž. Rankina (19. stol. ) • Nulový bod stejný jako 0 K, trojnému bodu vody odpovídá teplota 491, 7 Rank, varu vody 671, 7 Rank

Porovnání teplotních stupnic

Historická poznámka k teploměrům • Starověk: Herón Alexandrejský (1. st. n. l; zvaný Méchanikos); • Galilei kolem r. 1597 (vzduchový termoskop) • Termoskop založen na tepl. roztaž. vzduchu uzavřeného ve skleněné baňce – viz obr. • Zásadní význam: počátek objektivního měření teploty • Galileův teploměr založený na závislosti (t)

• Torricelli (1608 -1647), Guericke (1602 – 1686); Ferdinand II (první lihový teploměr 1641) • Proč ne voda, ale líh, rtuť? ({ } /10– 3 = 0, 21; 1, 1; 0, 182; aceton 1, 43) • Boyle 1664 …. navrhl za zákl. bod teplotu tání ledu • Huygens o rok později navrhl druhý zákl. bod - teplotu varu vody • Fahrenheit (1686 – 1736): teplota tání směsi ledu, vody a salmiaku 0 o. F, směs ledu a vody 32 o F, a teplotu zdravého lidského těla (teplota krve) 100 o. F, varu vody 212 o F • Celsius kolem r. 1730 var vody 0 o, tání ledu 100 o • Strömer obrátil stupnici – vznikla pod názvem Cel. teplotní stupnice (o. C) • Thomson (lord Kelvin, 1824 – 1907) termodynamická teplotní stupnice

Stupnice ITS – 90 • Mezinárodní praktická teplotní stupnice ITS – 90 (International Temperature Scale of 1990): 1. V rozsahu 0, 65 K až 5 K se definuje tlakem syté páry 3 He a 4 He. 2. V rozsahu 3, 0 K až 24, 5561 K (trojný bod neonu) se definuje pomocí heliového plynového teploměru se třemi pevnými definičními body. 3. V rozsahu -259, 3467 °C (trojný bod rovnovážného stavu vodíku) až 961, 78 °C (teplota tuhnutí stříbra) je definována pomocí platinového odporového teploměru, kalibrovaného v určených pevných bodech. 4. Nad teplotou 961, 78 °C se definuje pomocí pevných definičních bodů a Planckova vyzařovacího zákona. • Zvoleny pevné teploty 17 rovnovážných stavů (např. trojný bod H, O 2, teploty tání ledu, Sn, Al, Ag, Au (1064, 18 o. C), Cu (1084, 62 o. C) ) a jsou předepsány příslušné teploměry

Kinetická a radiační teplota • Kinetická teplota T: měření v přímém kontaktu teploměru s objektem • Radiační (jasová) teplota TR jako vnější projev energie tělesa – odpovídá vyzařování černého tělesa • TR = 1/4 T , emisivita jako poměr intenzity vyzařování reálného tělesa k intenzitě vyzařování černého tělesa • Dest. voda = 0, 99; leštěný hliník 0, 08; hladká ocel 0, 16 • Bezdotykové měření teploty: pyrometr, termální kamery (termovize) a termální scannery – viz obr. dále

Měření teploty bezdotykové termokamera pro i. Phone (350 USD) term. venkovní kamera, citl. 100 m. K pyrometr term. scanner Tající kostka ledu