Temperatuur (0)

Tartu Kutsehariduskeskus
Toitlustus - ja majutusosakond
Greete -Marit Mõtsar
TeP07
TEMPERATUUR
Tartu 2008
Sisukord
1. Temperatuur lk 3
2. Termomeeter lk 4
3. Temperatuuri mõõtmise skaalad lk 5
1. Temperatuur
Temperatuur on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet.
Termodünaamilise tasakaalu puhul on süsteemi kõigi osade temperatuur ühesugune. Temperatuuride erinevuse korral siirdub soojus kõrgema temperatuuriga osadelt madalama temperatuuriga osadele, kuni temperatuuride ühtlustumiseni.
Molekulaarkineetilise teooria kohaselt iseloomustab tasakaalustatud süsteemi temperatuur aatomite, molekulide ja teiste süsteemi moodustavate osakeste soojusliikumise intensiivsust. Seda statistilises füüsika seadustega kirjeldades on temperatuur süsteemi (keha) mikroosakeste soojusliikumise keskmise kineetilise energia mõõt.
Lihtsaima võimaluse temperatuuri kvantitatiivseks iseloomustamiseks annab mitmesuguste vedeliktermomeetrite kasutamine (vedeliku soojuspaisumise määr sõltub temperatuurist). Samas soojuspaisumistegur ise sõltub ka temperatuurist, mistõttu sellist temperatuuriskaalat ei saa pidada universaalseks. Parema temperatuuriskaala annab gaasitermomeeter (põhineb gaasi paisumisel ), sest reaalsed gaasid käituvad teatavatel tingimustel sarnaselt ideaalse gaasiga. Temperatuuri kui füüsikalise suuruse täpne defineerimine osutub üllatavalt keeruliseks. Üks lihtsamaid teid absoluutse temperatuuriskaala defineerimiseks on soojusjõumasina kasuteguri kaudu (termodünaamikas näidatakse, et mistahes ideaalse soojusjõumasina kasutegur on määratud ainult soojendaja ning jahutaja temperatuuride vahega ega sõltu töötava substantsi loomusest). Sellisel viisil defineeritud absoluutne temperatuur osutub võrdseks gaasitermomeetri temperatuuriga. Erinevalt teistest temperatuuriskaaladest langeb absoluutse temperatuuriskaala nullpunkt kokku selle temperatuuriga, kus aine sisemuses igasugune soojusliikumine lakkab (see on -273,15 °C).
2. Termomeeter
Temperatuuri mõõtmise seadet nimetatakse termomeetriks. Termomeeter on mõõteriist, millega mõõdetakse gaaside, vedelike, materjalide või elusorganite temperatuuri. Temperatuuri mõõtmiseks peab termomeeter olema viidud mõõdetava objektiga soojuslikku kontakti.
Termomeetreid eristatakse nii ehituse kui temperatuuri mõõtmise tehnika poolest. Termomeetreid liigitatakse järgmiselt: klaastermomeetrid (ehk kraadiklaasid ehk vedeliktermomeetrid), manomeetrilised termomeetrid , dilatomeetrilised termomeetrid ja termoelektrilised termomeetrid. Termomeetrid, mis säilitavad pärast seadistamist esinenud miinimum- või maksimumnäidu, on vastavalt miinimum- ja maksimumtermomeetrid. Maksimumtermomeeter on ka inimese ja loomade kehatemperatuuri mõõtmiseks mõeldud kraadiklaas.
Igal termomeetril on oma mõõtepiirkond. Kehatemperatuuri mõõtmiseks mõeldud kraadiklaasil on see tavaliselt 35...42 °C.
Sõna termomeeter võttis prantsuskeelsena (thermometre, praeguses kirjaviisis thermomètre) 1624 kasutusele Jean Leuréchon. Ta moodustas need vanakreeka sõnadest thermos 'soe' ja metron 'mõõt' pärinevatest koostisosadest .
On teada, et õhutemperatuuri erinevusi mõõtis õhktermoskoobiga 4. saj. e.m.a. Philo Bütsantsist ja 3. saj. e.m.a. ehitas Ctesibius vedelik-termoskoobi. Galileo Galilei ehitas oma temperatuuri mõõtmise seadme umbes 1597. aastal. Sellel ajal nimetati seda seadet õhk-termoskoobiks. 1611 aastal kalibreerib Galilei termoskoobi Sanctorius, võttes miinimumpunktiks lume sulamise ja maksimumiks küünla leegi temperatuuri. Esimesed teated vesitermomeetrist pärinevad aastast 1632, mis on Jan Rey vedeliktermobaromeeter. Alkohol - ehk piiritustermomeetri valmistas 1650 . aastal Toskaana hertsog Ferdinand II. Elavhõbetermomeeter on olemas 1657. aastast. 1672 valmistatakse Hubini poolt elavhõbe vasknitraat termomeeter. 1695. aastal katsetab Guillaume Amontonsi oma kolme vedeliku termomeeterit. 1701. aastal fikseerib taanlane Ole Christensen Rømer termomeetri reeperpunktid, milleks on vee keemine , mis võrdub 60 ühikuga, ja vee külmumine, mis on võrdne -75 ühikuga.
3. Temperatuuri mõõtmise skaalad
Temperatuuri mõõtmiseks kasutataval termomeetri temperatuuriskaala astmik põhineb mingil kindlal füüsikaseadusel. Fahrenheiti ja Celsiuse termomeetrite skaalad soojuspaisumisel ning Kelvini skaalaga termomeetrid termodünaamika II seadusel.
Fahrenheiti skaala:
Mõnedes riikides kasutatakse Saksa füüsiku Daniel Gabriel Fahrenheiti poolt 1714. aastal leiutatud skaalaga termomeetreid. Fahrenheiti termomeeter oli esimene praktilisse kasutusse võetud temperatuuri mõõteriist, mis oli kuni 1940. aastani kasutusel ka Eestis. Mõned riigid (näiteks Ameerika Ühendriigid) kasutavad tänaseni Fahrenheiti termomeetreid.
Nendel termomeetritel on skaala jaotatud Fahrenheiti kraadideks ja sübmboliks on °F.

• Jää sulamispunkt on Fahrenheiti skaalal 32 °F
  
• Vee keemispunkt 212 °F.
  

Fahrenheiti skaala on rahvusvahelise temperatuuri skaalaga seotud järmiselt:
1 °F = °C *(9/5) + 32
Celsiuse skaala:
1742. aastal võttis Rootsi füüsik ja astronoom Anders Celsius kasutusele soojuspaisumisel põhineva skaalaga termomeeter mille skaala on jaotatud Celsiuse kraadideks ja tähistatakse sübmboliga °C.
Celsiuse poolt leiutatud skaalaga termomeetril oli vee keemispunkt võetud 0 kraadiks ja jää sulamispunkt oli -100 kraadi. Nende punktide vahe oli jaotatud 100 võrdseks osaks. Kuna sellise skaalaga termomeetrit oli praktikas ebamugav kasutada, keeras Karl Linne 1745. aastal selle termomeetri skaala ringi, võttes jää sulamistemperatuuri võrdseks 0 kraadiga ja vee keemispunkti +100 kraadiga. Sellest termomeetrist sai kõige enim kasutatava skaalaga termomeeter.
Celsiuse temperatuuri skaala võeti 1927. aastal esimese Rahvusvaheline praktiline temperatuuriskaala aluseks. Praegu kehtiv praktiline temperatuuriskaala võeti vastu 1990. aastal (International Temperature Scale of 1990 ehk ITS-90), mis on järjekorras seitsmes.
Celsiuse skaala on Fahrenheiti skaalaga seotud järgmise valemiga:
1 °C *(9/5) - 32 = 1 °F
Kelvini skaalaga järgmiselt:
1 °C = K - 273,15

Tähtsamad temperatuurid Celsiuse järgi

• –273,15°C on absoluutne null (vaata: Kelvini skaala)
  
• 0°C on jää sulamistemperatuur
  
• +36,6°C (kuni +37°C) on inimese normaalne kehatemperatuur
  
• +100°C on vee keemistemperatuur .
  

Kelvini skaala:
1851. aastal võtis inglise füüsik William Thomson ( lord Kelvin ) kasutusele absoluutse temperatuuriskaalaga ehk Kelvini skaalaga termomeetri, mis kuulub termodünaamilise skaalaga termomeetrite hulka. Absoluutse temperatuuriskaala alguspunktiks on absoluutne nullpunkt ja selle temperatuuriskaala järgi võib temperatuur olla ainult positiivne.
Absoluutse temperatuuriskaalaga termomeetri temperatuuriskaala jaotuse aluseks on termodünaamika teine printsiip ja seepärast nimetatakse seda ka termodünaamiliseks temperatuuriskaalaks.
Kelvin on SI-süsteemi põhiühik temperatuuri mõõtmiseks ja mõõtühiku sümboliks on K. 1 kelvin on umbes 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilisest temperatuurist. Üks kelvini on võrdne ühe rahvusvahelise temperatuuri skaala Celsiuse kraadiga mille sümboliks °C.
1 K = 1 °C.
Kelvini skaala on Celsiuse skaalaga seotud järgmiselt - K = °C + 273,15
Kasutatud kirjandus

• http://et.wikipedia.org/wiki/Temperatuur
  
• http://et.wikipedia.org/wiki/Celsiuse_skaala
  
• http://et.wikipedia.org/wiki/Fahrenheiti_skaala
  
• http://et.wikipedia.org/wiki/Kelvini_skaala
  
• http://et.wikipedia.org/wiki/Termomeeter