Конвертер единиц температуры

Холодные и теплые светильники

Чем меньше цветовая температура, тем более тёплым будет освещение. Тёплые тона это те, которые приближены к желтому и красному цвету. Холодные лампочки – отдают синевой в своём свечении. Обычно цветовые температуры таких источников света находятся в диапазоне выше 4000 К.

Как выбрать светильник по цветовой температуре?

Если вы выбираете, например, прожектор для освещения улицы вам предложат, в основном, светильники на галогенных лампах и светодиодные приборы. При этом температура галогенок около 4000 К, а светодиодные предложены на выбор от 2700 – тёплых тонов, до холодных светильников с цветовой температурой больше чем 4000 К. Визуально холодные кажутся ярче. Это связано с особенностями зрения.
На упаковке ламп от добросовестных производителей всегда указывается температура в Кельвинах. Это поможет выбрать вам правильное освещение и избежать ситуаций, когда в многорожковой люстре вкручиваются лампочки разного оттенка.

Измерения по Фаренгейту

Конвертацию значений из Фаренгейта в градусы Цельсия можно осуществить по несложным правилам, учитывая тот факт, что точка замерзания по Цельсию на 32 единицы ниже, чем по Фаренгейту.

Пример:

• 1°F = (1–32) * 0,55555 = — 17 °C;
• 10°F = (10–32) * 0,55555 = — 12 °C;
• 32°F = (32–32) * 0,55555 = 0 °C;
• 50°F = (50–32) * 0,55555 = +10 °C;
• и т. д.

Однако, при обратной конвертации из Цельсия в Фаренгейты, расчёты по приведённой системе будут неточными, поэтому лучше прибегнуть к разработанной Фаренгейтом таблице. А также можно воспользоваться онлайн-калькулятором, размещённым на любом тематическом сайте. Показатели принятой таблицы перевода величин и расчётные данные по онлайн-калькулятору выглядят так:

• 0С = 32 F;
• 1С = 33,8F;
• 10С = 50F;
• 100С = 212F.

Шкала температуры Кельвина

Температурная шкала Цельсия — это, по определению, абсолютная температура, изначально сдвинутая на 273,15  К  :

ТKзнак равноТПРОТИВ+273,15 {\ displaystyle T _ {\ mathrm {K}} = T _ {\ mathrm {C}} +273 {,} 15 \} с участием:

• ТK{\ Displaystyle Т _ {\ mathrm {K}}} температура в Кельвинах;
• ТПРОТИВ{\ Displaystyle Т _ {\ mathrm {C}}}температура в градусах Цельсия .

Мы делаем вывод, что:

• абсолютный нуль расположен -273,15  ° С  ;
• температура в Кельвине никогда не бывает отрицательной;
• интервалы шкалы градусов Цельсия идентичны интервалам шкалы Кельвина.

Обратная величина температуры — это параметр, который часто встречается в формулах. Физики иногда используют параметр β, например:

βзнак равно1kBТ {\ displaystyle \ beta = {\ frac {1} {k_ {B} T}} \}с в градусах Кельвина, а где — постоянная Больцмана .Т{\ displaystyle T}kB {\ displaystyle k_ {B} \}

Где еще применяется?

Очень часто встречается в фото- и видеосъемке, параметр, который настраивает камеру на нужное освещение, называется «Баланс Белого». Он нужен для того, чтобы кадры получались как можно более естественными. Например, лампы на фото фотовспышках на 5500 и 5600, студийный свет может иметь различную температуру, а съёмка вне студии – вообще трудноконтроллируемый процесс.

Как измерить?

Прибор под названием «Спектрометр» создан для измерения интересующей нас величины. Однако он стоит дорого. Бывают двузонные и трёхзонные спектрометры. Двузонные измеряют соотношение синей и красной составляющее спектра, а трёхзональные – сине-красного и красно-зеленого, что может повысить качество измерений. В настоящее время чаще применяется последний тип, пример такого прибора – MinoltaColor Meter. Кстати этих измерений могут быть использованы как экспонометры и люксметры.

Шаги

Метод 1 из 3:

Перевод градусов Цельсия в Кельвина

1. 1

   Запишите температуру в градусах Цельсия. Перевод в Кельвины абсолютно прост: все, что вам нужно – это сделать простые добавления. Посмотрите на следующие 3 примера, которые будут использованы в дальнейшем:

   • 30℃
   • 0℃

   • 100℃
     X
     Источник информации

2. 2

   Добавьте 273.15 к температуре Цельсия. Например, 30 плюс 273.15 равно 303.15. Это все, что вам нужно сделать, чтобы осуществить перевод. Просто добавьте 273.15, и все готово.

   • 30+273.15=303.15{\displaystyle 30+273.15=303.15}
   • +273.15=273.15{\displaystyle 0+273.15=273.15}

   • 100+273.15=373.15{\displaystyle 100+273.15=373.15}
     X
     Источник информации

3. 3

   Замените ℃ простым K. Не используйте значок градусов, это будет неправильно. Как только вы произвели расчеты, просто добавьте K, и дело сделано.

   • 30+273.15={\displaystyle 30+273.15=}303.15K{\displaystyle 303.15K}
   • +273.15={\displaystyle 0+273.15=}273.15K{\displaystyle 273.15K}

   • 100+273.15={\displaystyle 100+273.15=}373.15K{\displaystyle 373.15K}
     X
     Источник информации

Метод 2 из 3:

Понимание шкалы Кельвина

1. 1

   Никогда не используйте «градусы», когда речь идет шкале Кельвина. Чтобы правильно произнести «292 К», просто скажите: «двести девяносто два по Кельвину». В шкале Кельвина применяется «абсолютная температура», и градусы не используются.
   X
   Источник информации

   Каждая ступень просто называется «Кельвин». Не говорится, что стало на 2 градуса теплее. Правильно: на 2 Кельвина теплее.

2. 2

   Вы должны знать, что 0 по Кельвину – это теоретическая точка, при которой газы не имеют объема. Абсолютный ноль, или 0 K, — это точка, при которой молекулы теоретически перестают двигаться. Это состояние «идеального» холода. И хотя нельзя достичь точки абсолютного нуля, ученые приблизились к этому довольно близко. Смысл шкалы Кельвина в том, что подсчеты вести легче, если начинать с абсолютного нуля.
   X
   Источник информации

3. 3

   Используйте шкалу Кельвина при научных исследованиях.

   Кельвин также используется для измерения цветовой температуры. Так 3000K, 6000K и подобное установлено на фотокамерах, профессиональных осветительных приборах и в лампочках.
   X
   Источник информации

   В шкале Кельвина нет отрицательных цифр, так как 0 K – это самая низкая температура, возможная во Вселенной. С математической точки зрения так работать гораздо проще. Так вам будет легче сравнивать температуры, находить разность или усредненные значения, а также устанавливать взаимоотношения, когда вам нужно работать с положительными или отрицательными температурами.

4. 4

   Изучите технические определения шкалы Кельвина для классов с углубленным изучением предметов. Под Кельвином понимается 1273.15{\displaystyle {\frac {1}{273.15}}} термодинамической температуры тройной точки воды. Соответственно число 273.15 часто используется для перевода температуры в Кельвины. Не волнуйтесь, если вам кажется, что это объяснение не имеет смысла. Оно рассчитана на химиков и физиков с высоким уровнем знаний.
   X
   Источник информации

Метод 3 из 3:

Перевод градусов Фаренгейта в Кельвины (по желанию)

1. 1

   Прежде, чем переводить в Кельвины, конвертируйте Фаренгейты в градусы по Цельсию. Вы не сможете прямо перейти от Фаренгейтов к Кельвинам без изначальной конвертации в градусы Цельсия. Перевод из градусов Цельсия в Кельвины гораздо проще, чем из Фаренгейтов в градусы Цельсия. Почти наверняка для этого вам понадобится калькулятор.
   X
   Источник информации
   www.ajdesigner.com/phptemperature/temperature_equation_convert_c_k.php

   86℉

2. 2

   Отнимите 32 от вашего значения по Фаренгейту. Например, 86 минус 32 равно 54. Интересное отступление: мы отнимаем 32 потому, что точка замерзания при градусах Цельсия именно на 32 меньше, чем по Фаренгейту.
   X
   Источник информации
   www.ajdesigner.com/phptemperature/temperature_equation_convert_c_k.php

   • 86−32=54{\displaystyle 86-32=54}
   • Умножьте только что полученное число на 59{\displaystyle {\frac {5}{9}}} или 0.5555. Например, 54 раза по 0.5555 будет 30. В некоторых формулах вам также могут советовать разделить на 1.8, что в результате равнозначно тому, если бы вы умножили на 0.5555. Таким образом, вы закончите перевод в градусы Цельсия.
   • 54∗.5555=30{\displaystyle 54*.5555=30}
   • 54∗59=30{\displaystyle 54*{\frac {5}{9}}=30}

3. 3

   Добавьте 273.15, чтобы закончить перевод в Кельвины. Как только вы вычли 32 и умножили на 59{\displaystyle {\frac {5}{9}}}

   30+273.15={\displaystyle 30+273.15=}303.15K{\displaystyle 303.15K}

   , вы получили градусы Цельсия. Теперь добавьте 273.15, чтобы получить Кельвины, и дело сделано.

• Калькулятор
• Ручка
• Листок
• Температура в градусах Цельсия или по Фаренгейту

Прочие температурные шкалы

Различные весы используются для измерения на температуру  : масштаб Ньютона (установленный 1700), Romer (1701), F (1724), Реомюр (1731) Делиль (1738) по Цельсию (из C ) (1742), Ренкина (1859 г.), Кельвина ( 1848), Лейден (ок. 1894?), Цельсий (1948).

Большой мороз

Какие ощущения может порождать абсолютный ноль? Мы знаем, как ощущается точка замерзания или снегопад. Мы вдыхаем холодный воздух, пальцы у нас немеют. В общем, нам довольно холодно. В некоторых районах Северной Америки и Сибири температура может понижаться зимой еще на 10 или 20 градусов, а на Южном полюсе достигать -70 градусов по Цельсию. Самая низкая природная температура на Земле, -89 градусов по Цельсию, или 184 по Кельвину, была зафиксирована в 1983 году на станции «Восток», находящейся в самом сердце Антарктиды.

Температура падает, и когда вы забираетесь высоко в горы или поднимаетесь на самолете. Если же выбраться в космос, там окажется еще холоднее. Но даже в самых пустых глубинах вселенной самые холодные атомы обладают температурой, на несколько градусов превышающей абсолютный ноль. Наиболее холодное место, найденное пока во вселенной, находится в туманности Бумеранг, темном облаке газа с температурой всего на один градус выше абсолютного ноля. Вне этой туманности, во всем пустом пространстве температура среды держится на довольно приятном уровне в 2,7 градуса Кельвина. Это такая теплая ванна, наполненная космическим микроволновым фоновым излучением, оставшимся со времен Большого взрыва и пронизывающим все пространство вселенной. Чтобы охладить какой-нибудь регион вселенной, его нужно оградить от этого реликтового тепла, — тогда любые атомы в нем утратят остаточную температуру. Поэтому представить себе, что температура какого-либо места во вселенной может равняться абсолютному нолю, трудновато.

Внутренний холод

Температуры очень низкие удавалось получать в лабораториях, где физики пытались приблизиться к абсолютному нолю хотя бы на короткие промежутки времени. И они смогли подойти к нему очень близко — ближе, чем в открытом космосе.

В лабораториях используются в качестве охладителей многие жидкие газы, однако и они теплее абсолютного ноля. Можно охладить азот до жидкого состояния — этот газ переходит в него при 77 градусах Кельвина (-196 Цельсия). Жидкий азот легко транспортируется в особых емкостях и используется в больницах для хранения биологических образцов, в том числе для замораживания эмбрионов и спермы в клиниках для больных бесплодием; находит он применение и в современной электронике. Если капнуть жидким азотом на цветок гвоздики, он станет до того хрупким, что уроните его на пол — и он разобьется, точно фарфоровый.

Еще холоднее жидкий гелий — всего 4 градуса Кельвина, однако и эта температура изрядно выше абсолютного ноля. А вот при смешивании двух типов гелия — гелия-3 и гелия-4 — достигается температура в несколько тысячных градуса Кельвина.

Для достижения температур еще более низких физикам приходится использовать изощренные методы. В 1994-м ученые Американского национального института стандартов и технологии (NIST), находящегося в Боулдере, штат Колорадо, с помощью лазера охладили атомы цезия до 700 миллиардных градуса Кельвина. Девять лет спустя ученым Массачусетского технологического института удалось пойти дальше, достигнув 0,5 миллиардных градуса Кельвина.

На самом-то деле абсолютный ноль — идея абстрактная. Такую температуру никогда не удавалось получить в лаборатории или измерить в природе. Ученым, подбирающимся к ней все ближе, приходится мириться с тем, что достигнуть ее никогда не удастся. Но почему? Во-первых, любой термометр, сам не имеющий температуру абсолютного ноля, будет отдавать тепло и тем самым сорвет опыт. Во-вторых, измерять температуру при столь низких энергиях вообще затруднительно — начинают работать такие эффекты, как сверхпроводимость, вмешивается квантовая механика, а это воздействует на движение и состояние атомов. Так что мы просто не сможем узнать наверняка, что уже добрались до абсолютного ноля. Абсолютный ноль — это тот самый случай, когда «нет там никакого там».

Примечания и ссылки

Заметки

1. С другой стороны, символ кельвина пишется с заглавной буквы в соответствии с нормой СИ, касающейся символа единиц, название которых происходит от имени собственного человека. Строчная буква k также является началом символа СИ для нескольких единиц в «килограммах»: км, кг и  т. Д.  ; в частности, символ килокельвина — kK.
2. Однако есть очень частные случаи, когда мы говорим об отрицательных температурах в K, например, для систем с инверсной населенностью . Однако эта отрицательная температура (T <0 K) не соответствует обычным представлениям о горячем и холодном. Здесь T — производнаяТзнак равно(∂U∂S){\ displaystyle T = \ left ({\ frac {\ partial U} {\ partial S}} \ right) \!}
3. длинный масштаб здесь используется ссылка в франкоязычных странах, в частности во Франции, в Канаде, а также в целом в Европе ( за исключением Великобритании). [Краткая шкала используется в основном в Соединенных Штатах Америки, Бразилии, Великобритании и других англоязычных странах, кроме Канады.

Рекомендации

1. ↑ и
2. (in) Томас Питер , Афанасиос Циас , Бейпинг Луо и Томас Куп , «  Активность воды как фактор , определяющий гомогенное зародышеобразование льда в водных растворах , Nature , vol.  406, п о  6796,август 2000 г., стр.  611-614 .
3. .
4. Кристоф Доусси, »  СИ возвращает свою температуру  «, журнал CNRS Le ,зима 2019, стр.  58-59 .
5. Брошюра SI: Международная система единиц, 9-е издание ( )

6. .
7. .

4. Единицы и шкала измерения температуры

Из того, что температура — это кинетическая энергия молекул, ясно, что наиболее естественно измерять её в энергетических единицах (то есть в системе СИ в джоулях). Однако измерение температуры началось задолго до создания молекулярно-кинетической теории, поэтому практические шкалы измеряют температуру в условных единицах — градусах.

4.1. Шкала температур Кельвина

Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), в связи с чем шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры — кельвин (К).

Абсолютная шкала температуры называется так, потому что мера основного состояния нижнего предела температуры — абсолютный ноль, то есть наиболее низкая возможная температура, при которой в принципе невозможно извлечь из вещества тепловую энергию.

Абсолютный ноль определён как 0 K, что равно −273.15 °C (точно).

Шкала температур Кельвина — это шкала, в которой начало отсчёта ведётся от абсолютного нуля.

Важное значение имеет разработка на основе термодинамической шкалы Кельвина Международных практических шкал, основанных на реперных точках — фазовых переходах чистых веществ, определенных методами первичной термометрии. Первой международной температурной шкалой являлась принятая в 1927 г

МТШ-27. С 1927 г. шкала несколько раз переопределялась (МТШ-48, МПТШ-68, МТШ-90): менялись реперные температуры, методы интерполяции, но принцип остался тот же — основой шкалы является набор фазовых переходов чистых веществ с определенными значениями термодинамических температур и интерполяционные приборы, градуированные в этих точках. В настоящее время действует шкала МТШ-90. Основной документ (Положение о шкале) устанавливает определение Кельвина, значения температур фазовых переходов (реперных точек) и методы интерполяции.

Используемые в быту температурные шкалы — как Цельсия, так и Фаренгейта (используемая, в основном, в США), — не являются абсолютными и поэтому неудобны при проведении экспериментов в условиях, когда температура опускается ниже точки замерзания воды, из-за чего температуру приходится выражать отрицательным числом. Для таких случаев были введены абсолютные шкалы температур.

Одна из них называется шкалой Ранкина, а другая — абсолютной термодинамической шкалой (шкалой Кельвина); температуры по ним измеряются, соответственно, в градусах Ранкина (°Ra) и кельвинах (К). Обе шкалы начинаются при температуре абсолютного нуля. Различаются они тем, что цена одного деления по шкале Кельвина равна цене деления шкалы Цельсия, а цена деления шкалы Ранкина эквивалентна цене деления термометров со шкалой Фаренгейта. Температуре замерзания воды при стандартном атмосферном давлении соответствуют 273,15 K, 0 °C, 32 °F.

Масштаб шкалы Кельвина привязан к тройной точке воды (273,16 К), при этом от неё зависит постоянная Больцмана. Это создаёт проблемы с точностью интерпретации измерений высоких температур. Сейчас МБМВ рассматривает возможность перехода к новому определению кельвина и фиксированию постоянной Больцмана, вместо привязки к температуре тройной точки..

4.2. Шкала Цельсия

В технике, медицине, метеорологии и в быту используется шкала Цельсия, в которой температура тройной точки воды равна 0,008 °C, и, следовательно, точка замерзания воды при давлении в 1 атм равна 0 °C. В настоящее время шкалу Цельсия определяют через шкалу Кельвина: цена одного деления в шкале Цельсия равна цене деления шкалы Кельвина, t(°С) = Т(К) — 273,15. Таким образом, точка кипения воды, изначально выбранная Цельсием, как реперная точка, равная 100 °C, утратила свое значение, и по современным оценкам температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении составляет около 99,975 °C.Шкала Цельсия практически очень удобна, поскольку вода очень распространена на нашей планете и на ней основана наша жизнь. Ноль Цельсия — особая точка для метеорологии, поскольку связана с замерзанием атмосферной воды. Шкала предложена Андерсом Цельсием в 1742 г.

4.3. Шкала Фаренгейта

В Англии и, в особенности, в США используется шкала Фаренгейта. Ноль градусов Цельсия — это 32 градуса Фаренгейта, а градус Фаренгейта равен 9/5 градуса Цельсия.

В настоящее время принято следующее определение шкалы Фаренгейта: это температурная шкала, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда при атмосферном давлении, а точка таяния льда имеет температуру +32 °F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением t °С = 5/9 (t °F — 32), t °F = 9/5 t °С + 32. Предложена Г. Фаренгейтом в 1724.

Несколько

Физические основы построения термодинамической шкалы температур

1. Термодинамическая шкала температур принципиально может быть построена на основании теоремы Карно, которая утверждает, что коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя не зависит от природы рабочего тела и конструкции двигателя, и зависит только от температур нагревателя и холодильника.

η=Q1−Q2Q1=T1−T2T1,{\displaystyle \eta ={\frac {Q_{1}-Q_{2}}{Q_{1}}}={\frac {T_{1}-T_{2}}{T_{1}}},}

где Q1{\displaystyle Q_{1}} — количество теплоты, полученной рабочим телом (идеальным газом) от нагревателя, Q2{\displaystyle Q_{2}} — количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику, T1,T2{\displaystyle T_{1},T_{2}} — температуры нагревателя и холодильника, соответственно.

Из приведённого выше уравнения следует соотношение:

Q1Q2=T1T2.{\displaystyle {\frac {Q_{1}}{Q_{2}}}={\frac {T_{1}}{T_{2}}}.}

Это соотношение может быть использовано для построения абсолютной термодинамической температуры. Если один из изотермических процессов цикла Карно Q3{\displaystyle Q_{3}} проводить при температуре тройной точки воды (реперная точка), установленной произвольно ─ T3=273,16K,{\displaystyle T_{3}=273{,}16\,K,} то любая другая температура будет определяться по формуле T=273,16QQ3{\displaystyle T=273{,}16{\frac {Q}{Q_{3}}}}. Установленная таким образом температурная шкала называется термодинамической шкалой Кельвина. К сожалению, точность измерения количества теплоты невысока, что не позволяет реализовать вышеописанный способ на практике.

2. Абсолютная температурная шкала может быть построена, если использовать в качестве термометрического тела идеальный газ. В самом деле, из уравнения Клапейрона вытекает соотношение

T=pVR.{\displaystyle T={\frac {pV}{R}}.}

Если измерять давление газа, близкого по свойствам к идеальному, находящегося в герметичном сосуде постоянного объёма, то таким способом можно установить температурную шкалу, которая носит название идеально-газовой. Преимущество этой шкалы состоит в том, что давление идеального газа при V=const{\displaystyle V=const} изменяется линейно с температурой. Поскольку даже сильно разреженные газы по своим свойствам несколько отличаются от идеального газа, то реализация идеально-газовой шкалы связана с определёнными трудностями.

3. В различных учебниках по термодинамике приводятся доказательства того, что температура, измеренная по идеально-газовой шкале, совпадает с термодинамической температурой. Следует, однако, оговориться: несмотря на то, что численно термодинамическая и идеально-газовая шкалы абсолютно идентичны, с качественной точки зрения между ними есть принципиальная разница. Только термодинамическая шкала является абсолютно независимой от свойств термометрического вещества.

4. Как уже было указано, точное воспроизведение термодинамической шкалы, а также идеально-газовой, сопряжено с серьёзными трудностями. В первом случае необходимо тщательно измерять количество теплоты, которая подводится и отводится в изотермических процессах идеального теплового двигателя. Такого рода измерения неточны. Воспроизведение термодинамической (идеально-газовой) температурной шкалы в диапазоне от 10 до 1337 K возможно с помощью газового термометра. При более высоких температурах заметно проявляется диффузия реального газа сквозь стенки резервуара, а при температурах в несколько тысяч градусов многоатомные газы распадаются на атомы. При ещё больших температурах реальные газы ионизируются и превращаются в плазму, которая не подчиняется уравнению Клапейрона. Наиболее низкая температура, которая может быть измерена газовым термометром, заполненным гелием при низком давлении равна 1 K. Для измерения температур за пределами возможностей газовых термометров используют специальные методы измерения. Подробнее см. Термометрия.

С этим читают

Похожие записи:

Работа электрического двигателя и кпд электромотора Как проверить диод и стабилитрон мультиметром Как правильно рассчитать сечение и исключить перегрев кабеля Простой самодельный usb интерфейс для цифровых видов связи Что такое узо? Электрическая схема ваз-2106 (выпуска 1976-1987 гг.)