أدلةتاريخ موجز لمقاييس درجة الحرارة
تاريخ موجز لمقاييس درجة الحرارة
من المناظير الحرارية المبكرة إلى درجات مئوية وفهرنهايت وكلفن ونيوتن - كيف تطورت مقاييس درجة الحرارة ولماذا لا تزال تظهر مقاييس متعددة في المحولات.
By the Units Converters editorial team · Voyager Tecnologias LTDA
قبل الدرجات القياسية
أظهرت المناظير الحرارية المبكرة تمدد الهواء أو السائل بالحرارة ولكنها افتقرت إلى مقاييس رقمية مشتركة. وبدون نقاط ثابتة متفق عليها بين المدن، لا يمكن أن تسافر قراءة برسالة أو ورقة علمية. لقد دفعت القابلية للتكرار - وليس الراحة - صانعي الأدوات نحو نقاط مرجعية مشتركة.
بدأ صانعو الأجهزة في تحديد نقاط ثابتة مثل ذوبان الجليد أو الماء المغلي أو درجة حرارة جسم الإنسان. أدى اختيار النقاط الثابتة وعدد الدرجات التي يجب وضعها بينها إلى إنشاء مقاييس متنافسة. حتى اتجاه الترقيم (الذي كانت نهايته صفرًا) اختلف قبل أن تستقر الاتفاقيات.
تفسر هذه المنافسة التاريخية سبب استمرار المحولين في إدراج المقاييس التي لا يستخدمها معظم الناس يوميًا: فهي جزء من السجل الوثائقي للعلوم وتظهر أحيانًا في النصوص القديمة. يعد العثور على مقياس غير مألوف في الأرشيف أقل ترويعًا عندما تعلم أنه عادةً ما يكون مجرد رسم تقريبي آخر للكلفن.
مقياس فهرنهايت العملي
أنتج دانييل غابرييل فهرنهايت موازين حرارة زئبقية موثوقة في أوائل القرن الثامن عشر ومقياسًا يضع الطقس المألوف ودرجات حرارة الجسم بأعداد مناسبة. أدى تجميد الماء عند درجة 32 وغليانه عند درجة 212 إلى حدوث 180 قسمة بين هاتين النقطتين. وكانت تلك الأرقام اختيارات هندسية بقدر ما كانت اختيارات علمية.
انتشر مقياس فهرنهايت مع تجارة الأدوات ويظل جزءًا لا يتجزأ من ثقافة الطقس الأمريكية وبعض الممارسات الصناعية. حجم درجتها أصغر من درجة مئوية، مما قد يبدو أكثر تفصيلاً عند الحديث عن الطقس اليومي. وهذه القبضة الثقافية هي السبب وراء بقاء التوقعات ذات النطاق المزدوج مفيدة للجماهير الدولية.
يتم تعريف فهرنهايت الحديثة عن طريق التحويل الدقيق إلى درجة مئوية / كلفن بدلا من التجارب المرجعية الأصلية للفهرنهايت - حيث انتقل علم القياس، وبقي الاسم. عندما تقوم بالتحويل اليوم، فإنك تستخدم التعريف الحديث، ولا تعيد بناء تجارب المياه المالحة في القرن الثامن عشر.
مئوية ودرجة مئوية
اقترح أندرس سيلسيوس مقياس مائة درجة بين نقطتي تجمد الماء وغليانه. أصبح الاتجاه الحديث (0 عند التجميد، 100 عند الغليان) هو مقياس درجة الحرارة المتري اليومي.
كانت كلمة درجة مئوية تاريخيًا تصف مقياسًا مكونًا من مائة درجة؛ اليوم "سيليوس" هو الاسم المفضل في التواصل العلمي، ويرتبط رسميًا بالكلفن.
غزت مئوية تقارير الطقس الدولية، والطهي خارج الولايات المتحدة، ومعظم التعليم الهندسي. إن مواءمتها مع حجم درجة كلفن تجعل التحويل العلمي مرتبًا.
كلفن ودرجة الحرارة المطلقة
تقدم ويليام طومسون (اللورد كلفن) في درجة الحرارة الديناميكية الحرارية المطلقة. يبدأ كلفن عند الصفر المطلق ويستخدم نفس حجم الدرجة المئوية. تفضل معادلات سلوك الغاز والميكانيكا الإحصائية المقاييس المطلقة لأن النسب والقيم المطلقة تتصرف بشكل نظيف دون إزاحات عشوائية.
SI يحدد الكلفن من خلال الثوابت الأساسية في علم القياس الحديث، مكملاً رحلة من حمامات الجليد إلى معايير الكم. لا يزال المستخدمون اليوميون يتحولون إلى الدرجة المئوية للحدس. يجب أن تستمر دفاتر الملاحظات المعملية في تسجيل النطاق الذي تنبعث منه البرامج الثابتة للمستشعر، حيث تتسبب الافتراضات هنا في تحيزات متعددة الدرجات.
تعتبر قراءات درجة الحرارة السلبية طبيعية؛ لا يتم استخدام قيم كلفن السالبة لدرجات الحرارة الديناميكية الحرارية العادية. في بعض الأحيان، تخلط الشذوذات التاريخية والأخطاء العلمية بين هذه النقطة. إذا أدى التحويل إلى درجة كلفن سالبة من مسار إدخال درجة مئوية معقول، يكون التنفيذ خاطئًا.
نيوتن والمقاييس التاريخية الأخرى
قام إسحاق نيوتن بتجربة مقياس درجة الحرارة بناءً على مواد التبريد الحرة ومراجع أخرى. يظهر مقياس نيوتن في بعض المحولات كفضول تاريخي مع وجود صفر قريب من التجمد وعدد أصغر من درجات الغليان.
كما ترك ريومور ورانكين وديليسل وآخرون آثارًا في الأرشيفات والمجالات الهندسية المتخصصة (لا يزال رانكين يظهر في بعض تعاليم الديناميكا الحرارية الأمريكية كمقياس مطلق بحجم فهرنهايت).
إن معرفة وجود هذه المقاييس يساعد عند قراءة الأوراق البحثية القديمة، ولكن بالنسبة للأعمال الجديدة، تفضل درجة مئوية للاتصالات وكلفن للكميات الديناميكية الحرارية المطلقة.
ما التاريخ يعلم المحولات
يعتبر تحويل درجة الحرارة أمراً مألوفاً لأنه تم اختيار الأصفار من أجل الراحة. نادراً ما تحتاج وحدات الطول إلى إزاحات؛ درجة الحرارة دائمًا ما تكون كذلك بالنسبة لدرجات الحرارة المئوية والفهرنهايت.
توثيق مقياس استخدامات مجموعة البيانات. قد تحتاج سجلات الطقس التاريخية إلى بيانات وصفية للمحطة وحتى إعادة بناء النطاق قبل مقارنتها بسلسلة مئوية حديثة.
عندما ترى درجة حرارة نيوتن بجانب قوة نيوتن في قائمة الوحدات، اقرأ ملصق الكمية بعناية، حيث إن تضارب الأسماء هو حادث تاريخي. يتم تجميع المحولات الجيدة حسب الكمية أولاً، بحيث لا تتناسب درجة حرارة نيوتن أبدًا مع قوة نيوتن بطريقة تدعو إلى النقر على الأداة الخاطئة.
محولات ذات صلة
الأسئلة الشائعة
لماذا لا نزال نستخدم فهرنهايت إذا كانت الدرجة المئوية دولية؟
الجمود الثقافي والبنية التحتية. تظل خدمات الطقس وأجهزة تنظيم الحرارة والتوقعات العامة في بعض البلدان تعتمد على درجة فهرنهايت. يستخدم العلم ومعظم البلدان درجة مئوية أو كلفن.
هل كلفن مكتوب برمز الدرجة؟
لا، فالأسلوب الحديث يكتب 300 كلفن بدون رمز الدرجة، على عكس درجة مئوية ودرجة فهرنهايت. الوحدة هي الكلفن.
ما هو مقياس نيوتن لدرجة الحرارة المستخدم اليوم؟
لا شيء تقريبا في الممارسة اليومية. يظهر بشكل رئيسي في المناقشات التاريخية والمحولات الشاملة. استخدم درجة مئوية أو كلفن للعمل العلمي الجديد.