ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΒΙΝ

ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΒΙΝ

ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΒΙΝ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Πολλές φορές είναι χρήσιμο στην καθημερινή μας ζωή να γνωρίζουμε πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα σώμα.Για παράδειγμα,κάθε φορά που θέλουμε να βγούμε από το σπίτι μας πρέπει να γνωρίζουμε πόσο ζεστό ή κρύο είναι το περιβάλλον για να ντυθούμε κατάλληλα.Όταν ήσουν μικρός,κάθε φορά που φαινόσουν άκεφος,πιθανόν να θυμάσαι τη μητέρα σου να βάζει το χέρι της στο μέτωπο σου για να αισθανθεί πόσο ζεστό είναι ώστε να διαπιστώσει αν είσαι άρρωστος.Στην καθημερινή ζωή συχνά συνδέουμε την έννοια της θερμοκρασίας με το πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα σώμα.Είναι δυνατόν με τις αισθήσεις μας να εκτιμήσουμε τη θερμοκρασία ενός σώματος;

Η πρώτη ατμομηχανή που κατασκευάστηκε από τον Τόμας Νιούκομεν και το βοηθό του Τζον Κάλυ το 1712 στη Αγγλία.Χρησιμοποιήθηκε για την άντληση νερού.Η μηχανή αυτή τροποποιήθηκε και βελτιώθηκε αργότερα από τον Βατ (1765) και αποτέλεσε τον πρόδρομο των σύγχρονων ατμομηχανών

 Όταν ακουμπάς με το χέρι σου το μεταλλικό πόμολο της ξύλινης πόρτας,το πόμολο σου φαίνεται πιο κρύο από την πόρτα.Έχουν όμως διαφορετική θερμοκρασία;Οι αισθήσεις μας πολλές φορές μας παραπλανούν.

Μέσα σε ζεστό και σε παγωμένο νερό βυθίζουμε από ένα θερμόμετρο.Κατόπιν,βυθίζουμε τα θερμόμετρα μέσα σε ένα φλιτζάνι χλιαρό τσάι.Μέσα στο τσάι η ένδειξη των θερμομέτρων είναι η ίδια. Με το θερμόμετρο μετράμε αντικειμενικά τη θερμοκρασία ενός σώματος

 Για να μετρήσουμε με αντικειμενικό τρόπο τη θερμοκρασία ενός σώματος,χρησιμοποιούμε τα θερμόμετρα.

Το θερμόμετρο πρέπει να είναι σε επαφή μόνο με το σώμα που θερμομετρούμε μέχρι να σταθεροποιηθεί η ένδειξή του

 Η θερμοκρασία του σώματος προσδιορίζεται από την ένδειξη του θερμομέτρου,το οποίο πρέπει να βρίσκεται σε επαφή με αυτό.Η λειτουργία των θερμομέτρων βασίζεται στη μεταβολή των ιδιοτήτων ορισμένων υλικών όταν μεταβάλλεται η θερμοκρασία τους.Για παράδειγμα,στο υδραργυρικό θερμόμετρο όταν η θερμοκρασία αυξάνεται,το μήκος της στήλης του υδραργύρου μεγαλώνει.Τα θερμόμετρα υπάρχουν σε διάφορους τύπους και μεγέθη.

Η ΑΠΟΛΥΤΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΩΝ-ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΒΙΝ

 Στην κλίμακα Κέλσιου όπως και στη Φαρενάιτ οι θερμοκρασίες αναφοράς 0 και 100 ορίζονται αυθαίρετα.Υπάρχει άραγε κλίμακα που να μη βασίζεται σε κάποιο αυθαίρετο σημείο αναφοράς;Τα πειράματα έδειξαν ότι κανένα υλικό δεν μπορεί να ψυχθεί σε θερμοκρασία μικρότερη από -273 °C.Έτσι,οι επιστήμονες αντιστοίχισαν το μηδέν μιας νέας κλίμακας θερμοκρασιών στους -273 °C.Το μηδέν αυτής της κλίμακας ονομάζεται απόλυτο μηδέν και η κλίμακα αυτή ονομάζεται απόλυτη κλίμακα ή κλίμακα Κέλβιν.Η κλίμακα Κέλβιν έχει μόνο θετικές τιμές.

Αντιστοιχία μεταξύ της κλίμακας Κελσίου και της κλίμακας Κέλβιν:θερμοκρασία σε βαθμούς Κέλβιν=θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου+273

 Οι επιστήμονες μετρούν τη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας την κλίμακα Κέλβιν.Ο "βαθμός" της είναι το Κέλβιν και συμβολίζεται με Κ.Μεταβολή θερμοκρασίας κατά ένα Κέλβιν είναι ίση με μεταβολή θερμοκρασίας κατά ένα βαθμό Κελσίου.Για να μετατρέψουμε τους βαθμούς Κελσίου (TC) σε βαθμούς Κέλβιν (TK),χρησιμοποιούμε την αριθμητική σχέση:

                                                                       TK=TC+273

 Έτσι,η θερμοκρασία που λιώνει ο πάγος είναι 273 Κ και η θερμοκρασία που βράζει το νερό 373 Κ.Στη γη η μικρότερη θερμοκρασία αέρα που έχει παρατηρηθεί είναι 184 Κ (-89 °C) και η μεγαλύτερη 332 Κ (59 °C).Στο σύμπαν το εύρος των θερμοκρασιών είναι τεράστιο.Θερμοκρασίες που αγγίζουν το απόλυτο μηδέν,υπάρχουν στα πέρατα του διαστήματος και επιτυγχάνονται με τεχνητά μέσα στα γήινα επιστημονικά εργαστήρια.Θερμοκρασίες 20.000.000 Κ υπάρχουν στο εσωτερικό των αστέρων,όπως στον Ήλιο.

Ο ΚΟΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΙ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΤΟΥ
	Κ	°C	Είδος θερμότητας
Απόλυτο μηδέν	0	-273,15
Χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει επιτευχθεί στο εργαστήριο	10-9		Ηλεκτρικής αντίστασης
Ενδογαλαξιακός χώρος	3	-270	Θεωρητικά
Βρασμός του υγρού ηλίου	4,2	-269	Θερμόμετρο αερίου
Στερεοποίηση του διοξειδίου του άνθρακα (ξηρός πάγος)	195	-78	Θερμόμετρο οινοπνεύματος
Ο πάγος λιώνει/Το νερό στερεοποιείται	273,15	0	Υδραργυρικό
Ανθρώπινο σώμα	310	37	Υδραργυρικό
Βρασμός του νερού	373,15	100	Υδραργυρικό
Ο χρυσός λιώνει	1,337	1,064	Θερμόμετρο ηλεκτρικής αντίστασης
Φλόγα	2,500	2,200	Πυρόμετρο - Θερμόμετρο ακτινοβολίας
Κέντρο της γης	16,000	15,700	Θεωρητικά
Κέντρο του ήλιου	107	107	Θεωρητικά
Αστέρες νετρονίων	109	109	Θεωρητικά