Semua orang tahu bahwa suhu diukur dalam derajat Celcius. Orang yang akrab dengan fisika tahu bahwa satuan internasional besaran ini adalah kelvin. Perkembangan historis konsep suhu dan instrumen yang sesuai untuk penentuannya telah mengarah pada fakta bahwa saat ini kita menggunakan sistem metrik lain selain nenek moyang kita. Artikel ini membahas pertanyaan: apa itu derajat Réaumur, kapan digunakan dan bagaimana kaitannya dengan skala yang diterima secara umum untuk mengukur suhu.
Rene Antoine Réaumur
Sebelum mempertimbangkan skala Réaumur untuk menentukan suhu benda di sekitarnya, pertimbangkan kepribadian penciptanya.
Rene Réaumur lahir pada 28 Februari 1683 di kota La Rochelle, Prancis. Ia mulai menunjukkan kecintaannya pada penelitian ilmiah tentang dunia sekitarnya sejak usia dini. Rene tertarik pada fisika, matematika,astronomi, hukum, filsafat, biologi, metalurgi, bahasa, dan banyak disiplin ilmu lainnya.
Pada usia 25, ia menjadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis, dan ia segera mulai mempercayakan pelaksanaan proyek ilmiah yang serius dalam skala nasional. Sebagai anggota Academy of Sciences, Réaumur menerbitkan karya ilmiah setiap tahun selama 50 tahun. Banyak karyanya tentang studi serangga, serta studi tentang sifat-sifat logam, diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris dan Jerman. Orang-orang sezamannya memanggilnya Pliny dari abad ke-18.
Ilmuwan itu meninggal pada usia 74 tahun akibat jatuh dari kuda dalam salah satu menunggang kuda. Setelah dirinya, Réaumur meninggalkan manuskrip ilmiah yang menempati 138 map.
Membuka skala suhu baru
Pada awal abad ke-18, tidak ada skala yang diterima secara umum untuk mengukur suhu tubuh di dunia. Pada 1731, sebagai hasil dari eksperimen termodinamika, Rene Reaumur mengusulkan penggunaan skala suhu, yang mulai menyandang nama keluarganya. Skala ini telah digunakan selama lebih dari 100 tahun di negara-negara terkemuka di Eropa, khususnya di Prancis, Jerman, dan Rusia. Itu akhirnya digantikan oleh skala Celsius, yang masih banyak digunakan sampai sekarang.
Menarik untuk dicatat bahwa Réaumur mengusulkan menggunakan skalanya 11 tahun sebelum Celsius melakukannya.
Eksperimen yang mengarah pada penemuan skala Réaumur
Eksperimen yang menginspirasi ilmuwan untuk menciptakan skala baru sangat sederhana. Mereka adalah sebagai berikut: Réaumur menetapkan sendiri tujuan untuk mengukur suhu transisi antara keadaan agregasi cairan vital bagi manusia - air, yaitu, untuk menentukan kapan mulai mengkristal dengan pembentukan es, dan kapan mulai mengkristal. mendidih dan berubah menjadi uap. Untuk tujuan ini, ilmuwan memutuskan untuk menggunakan termometer alkohol, yang ia rancang sendiri.
Termometer Reaumur adalah tabung gelas, tingginya sekitar 1,5 meter, yang di bagian bawahnya mengembang menjadi bejana berdiameter sekitar 10 cm. Tabung itu diisi dengan campuran etil alkohol dan air dan kedua ujungnya ditutup rapat. Campuran alkohol yang dipilih sebagai fluida kerja karena zat alkohol ini memiliki koefisien muai panas 4 kali lebih tinggi daripada air. Fakta terakhir berarti bahwa level kolom alkohol sangat sensitif terhadap perubahan suhu, sehingga dapat digunakan untuk mengukur kuantitas yang bersangkutan secara akurat.
Menyetel tingkat kolom alkohol dalam termometer pada 0 derajat saat alasnya diturunkan menjadi es yang mencair, Réaumur mengukur nilai ini dengan menempatkan perangkat dalam air mendidih. Ilmuwan memperhatikan bahwa jika ketinggian awal kolom alkohol adalah 1000 unit, maka nilai akhirnya adalah 1080 unit. Angka 80, sebagai selisih antara panas dan dinginnya suatu kolom dalam termometer, Réaumur meletakkan dasar skala suhunya.
skala oktal
Seperti yang dikatakan, 0 derajat pada skala Réaumur (°R) sesuai dengan suhu leleh (meleleh) es, dan 80 °R ke titik didih air. Itu berarti,bahwa skala yang diusulkan oleh ilmuwan Prancis adalah delapan puluh desimal, yang membedakannya dari skala Celsius atau Kelvin, yang didasarkan pada angka 100. Fakta terakhir, jelas, menyebabkan perpindahan bertahap skala ini. Sistem bilangan kami adalah desimal, jadi menggunakan angka seperti 10, 100, dan seterusnya jauh lebih nyaman daripada nilai antara.
Hubungan dengan skala Celcius dan Kelvin
Seperti disebutkan di atas, suhu Réaumur hampir tidak digunakan di mana pun sekarang, namun kadang-kadang digunakan selama persiapan sirup gula dan dalam produksi karamel. Oleh karena itu, rumus untuk mengubah derajat Reaumur ke Celcius dan Kelvin harus diberikan. Rumus-rumus tersebut adalah sebagai berikut:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
Dalam ekspresi yang disajikan masing-masing R, C, K - derajat Réaumur, Celsius dan Kelvin. Memeriksa kebenaran formula pertama cukup sederhana: kami menggantinya dengan nilai 80 ° R, di mana air mendidih. Kemudian kita mendapatkan: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, yang persis sesuai dengan titik didih cairan ini dalam kondisi normal dalam skala yang kita kenal.
Juga, berikut adalah rumus kebalikan untuk mengubah derajat Celcius dan Kelvin ke Réaumur:
- R=0.8C;
- R=0.8K - 218.52.
Perhatikan bahwa nol derajat Réaumur bertepatan dengan suhu Celcius ini.
Contoh penyelesaian masalah
Seperti dapat dilihat dari rumus paragraf sebelumnya, konversi antara skala pengukuran yang berbedasuhu cukup mudah. Mari kita selesaikan masalah sederhana: "Dalam pembuatan karamel, termometer yang dikalibrasi ke derajat Réaumur digunakan, yang, selama persiapan manisan, menunjukkan nilai 123 ° R. Berapa derajat yang akan ditunjukkan termometer jika dikalibrasi ke skala Celcius?"
Menggunakan rumus untuk mengubah derajat Réaumur ke Celcius, kita mendapatkan: C=1,25123=153,75 °C. Untuk kelengkapan solusi, kami juga menerjemahkan derajat ini menjadi nilai Kelvin, kami mendapatkan: K \u003d 1,25123 + 273, 15 \u003d 426,9 °K.
