Lämpötila on objektiivinen mittaus siitä, kuinka kuuma tai kylmä esine on. Se voidaan mitata lämpömittarilla tai kalorimetrillä. Se on keino määrittää sisäinen energia sisältyvät tiettyyn järjestelmään.
Koska ihmiset havaitsevat helposti lämmön ja kylmän määrän alueella, on ymmärrettävää, että lämpötila on todellisuuden piirre, johon meillä on melko intuitiivinen käsitys. Ajattele, että monilla meistä on ensimmäinen vuorovaikutus lämpömittarin kanssa lääketieteen yhteydessä, kun lääkäri (tai vanhempamme) käyttää sitä lämpötilan havaitsemiseen osana sairauden diagnosointia. Lämpötila on todellakin kriittinen käsite monilla tieteenaloilla, ei pelkästään lääketieteessä.
Lämpö suhteessa lämpötilaan
Lämpötila on erilainen kuin lämpö, vaikka nämä kaksi käsitettä liittyvät toisiinsa. Lämpötila on järjestelmän sisäisen energian mitta, kun taas lämpö on energian siirron mitta yhdestä järjestelmästä (tai rungosta) toiseen tai kuinka yhden järjestelmän lämpötiloja nostetaan tai lasketaan vuorovaikutuksella järjestelmän kanssa toinen. Tätä kuvaa karkeasti
kineettinen teoria, ainakin kaasuille ja nesteille. Kineettinen teoria selittää, että mitä enemmän lämpöä absorboituu materiaaliin, sitä enemmän nopeasti materiaalin sisällä olevat atomit alkavat liikkua, ja mitä nopeammin atomit liikkuvat, sitä enemmän lämpötila on lisääntyy. Kun atomit alkavat hidastaa niiden liikettä, materiaalista tulee viileämpi. Asiat tietysti muuttuvat hieman monimutkaisemmiksi kiintoaineille, mutta se on perusidea.Lämpötilavaa'at
Lämpötila-asteikkoja on useita. Yhdysvalloissa Fahrenheit-lämpötilaa käytetään yleisimmin, vaikkakin kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI-yksikkö) Celsiusta (tai Celsiusta) käytetään suurimmassa osassa maailmaa. Kelvin-asteikko käytetään usein fysiikassa ja sitä säädetään siten, että 0 Kelvin-astetta on yhtä suuri kuin absoluuttinen nolla, joka on teoriassa kylmin mahdollinen lämpötila ja jossa kaikki kineettinen liike loppuu.
Lämpötilan mittaus
Perinteinen lämpömittari mittaa lämpötilaa sisältämällä nestettä, joka laajenee tunnetulla nopeudella, kun se kuumenee ja supistuu jäähdytettäessä. Lämpötilan muuttuessa suljetussa putkessa oleva neste liikkuu laitteen asteikkoa pitkin. Kuten suuressa osassa nykyaikaista tiedettä, voimme katsoa muinaisilta ideoiden alkuperän siitä, kuinka lämpötilaa mitata takaisin muinaisiin.
Ensimmäisellä vuosisadalla CE, kreikkalainen filosofi ja matemaatikko sankari (tai haikari) Alexandriasta (10–70) CE) kirjoitti teoksessaan "Pneumatics" lämpötilan ja paisumisen välisestä suhteesta ilmaa. Jälkeen Gutenberg Press keksittiin, sankarin kirja julkaistiin Euroopassa vuonna 1575, ja sen laajempi saatavuus inspiroi aikaisimpien lämpömittarien luomista seuraavan vuosisadan aikana.
Keksintö lämpömittari
Italian tähtitieteilijä galileo (1564–1642) oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, joiden mukaan tosiasiallisesti käytettiin mitattua laitetta lämpötila, vaikka on epäselvää, onko hän tosiasiallisesti rakentanut sen itse vai hankkinut idean joltakin muuta. Hän käytti termoskooppina kutsuttua laitetta mitaamaan lämmön ja kylmän määrää ainakin yhtä paljon jo 1603.
Koko 1600-luvun ajan eri tutkijat yrittivät luoda lämpömittareita, jotka mittasivat lämpötilaa paineen muutoksella suljetussa mittauslaitteessa. Englantilainen lääkäri Robert Fludd (1574–1637) rakensi vuonna 1638 termoskoopin, jonka lämpötila-asteikko oli rakennettu laitteen fyysiseen rakenteeseen, jolloin syntyi ensimmäinen lämpömittari.
Ilman keskitettyä mittausjärjestelmää kukin näistä tutkijoista kehitti omat mitta-asteikonsa, eikä yksikään niistä todella kiinni, kunnes hollantilainen, saksalainen-puolalainen fyysikko ja keksijä Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) rakensi hänen 1700-luvun alkupuolella. Hän rakensi lämpömittarin alkoholilla vuonna 1709, mutta se oli todella hänen elohopeapohjainen lämpömittari vuodelta 1714, josta tuli lämpötilan mittauksen kultastandardi.
Muokannut Tohtori Anne Marie Helmenstine