Temperaturna ljestvica
Temperaturna ljestvica je ljestvica u različitim mjernim jedinicama temperature, koja se upotrebljava na termometru ili za grafičko prikazivanje termodinamičke i empirijske temperature. Kroz povijest je bilo nekoliko temperaturnih ljestvica i njihovih mjernih jedinica. U nas se upotrebljavaju temperaturne ljestvice u Celzijevim stupnjevima (oznaka °C) ili u kelvinima (oznaka K). U engleskom govornom području još se upotrebljavaju: Fahrenheitov stupanj (oznaka °F ili deg) i Rankineov stupanj (oznaka °R). Više se ne upotrebljava jedinica temperature Réaumurov stupanj (oznaka °Ré). [1]
Celzijeva temperaturna ljestvica
Celzijeva temperaturna ljestvica (prema A. Celsiusu) nastala je 1742. iskustveno (empirijski) na termometru sa živom, odabiranjem ledišta vode i standardnoga vrelišta vode za temeljne temperature (čvrste termometrijske točke), te podjelom toga temperaturnog razmaka na stotinu dijelova. Tako je ledištu vode (1745.) pridružena vrijednost 0 °C, a standardnomu vrelištu 100 °C, te je jednaka podjela produžena prema višim, a s negativnim predznakom prema nižim temperaturama.
Kelvinova temperaturna ljestvica
Kelvinova temperaturna ljestvica (W. Thomson ili lord Kelvin) nastala je na temelju termodinamičkih zakona, pridruživanjem temperaturi trojnoga stanja vode vrijednosti Tt = 273,16 K. Ta je temperatura neznatno (0,01 K) viša od temperature ledišta vode, a može se znatno točnije odrediti. Ljestvica je nastala primjenom Celzijevih stupnjeva za temperaturne raspone, tako da je najniža moguća temperatura u prirodi, apsolutna nula temperature, uzeta za početak ljestvice i označena 0 K. Zato su mjerne jedinice kelvin i Celzijev stupanj jednake (1 K = 1 °C), ali je ista temperatura izražena različitim iznosima u kelvinima i u Celzijevim stupnjevima.
Fahrenheitova temperaturna ljestvica
Fahrenheitova temperaturna ljestvica (D. G. Fahrenheit) nastala je 1714. iskustveno (empirijski) na termometru s alkoholom, odabirom temperature smjese salmijaka (amonijeva klorida) i leda (oko –18 °C), te temperature zdravoga ljudskog tijela (oko 37 °C) za temeljne temperature. Pridružene su im vrijednosti 0 °F i 100 °F, te je takva podjela produžena prema višim, a s negativnim predznakom prema nižim temperaturama. U toj ljestvici ledište vode je na 32 °F, standardno vrelište vode na 212 °F, takozvana sobna temperatura (20 °C) iznosi 68 °F, i tako dalje.
Rankineova temperaturna ljestvica
Rankineova temperaturna ljestvica (W. J. M. Rankine) nastala je jednako kao i Kelvinova, s time da je temperaturi trojnoga stanja vode pridružena vrijednost Tt = 491,688 °R. Nastala je primjenom Fahrenheitovih stupnjeva, tako da je apsolutna nula uzeta za početak ljestvice i označena 0 °R. Zato su jedinice Rankineov i Fahrenheitov stupanj jednake (1 °R = 1 °F), ali je ista temperatura izražena različitim iznosima u jednim i u drugim stupnjevima.
Réaumurova temperaturna ljestvica
Réaumurova temperaturna ljestvica (R. A. F. de Réaumur) nastala je 1730. iskustveno (empirijski) na termometru s mješavinom alkohola i vode, odabiranjem ledišta vode i standardnoga vrelišta vode za temeljne temperature. Za stupanj te ljestvice uzeta je promjena temperature za koju se volumen termometrijske tekućine promijenio za 1‰, pa je ledištu vode pridružena vrijednost 0 °Ré, a standardnomu vrelištu 80 °Ré.
Tablica pretvorbe između jedinica za temperaturu
Jednadžbe za pretvaranje brojevnih vrijednosti uobičajenih temperaturnih ljestvica:
- K = °C + 273,15
- °C = 5/9 · (°F - 32)
- °F = °C/0,55 + 32 ili preciznije :°F = °C/(5/9) + 32
Tablica koja prikazuje neke često korištene temperature s vrijednostima izraženim na raznim temperaturnim ljestvicama:
| Opis | Kelvinova | Celzijeva | Fahrenheitova | Rankineova | Delisleova | Newtonova | Réaumurova | Rømerova |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Apsolutna nula | 0 | -273,15 | -459,67 | 0 | 559,725 | -90,14 | -218,52 | -135,90 |
| Fahrenheitova mješavina leda i soli | 255,37 | -17,78 | 0 | 459,67 | 176,67 | -5,87 | -14,22 | -1,83 |
| Talište leda/ledište vode (pri normalnom tlaku) | 273,15 | 0 | 32 | 491,67 | 150 | 0 | 0 | 7,5 |
| Temperatura ljudskoga tijela | 310,15 | 37 | 98,6 | 558,27 | 94,5 | 12,21 | 29,6 | 26,925 |
| Vrelište vode | 373,15 | 100 | 212 | 671,67 | 0 | 33 | 80 | 60 |
| Talište titanija | 1941 | 1668 | 3034 | 3494 | -2352 | 550 | 1334 | 883 |
<timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-50 till:110 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-50
PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front
at:-40 color:lightline layer:back at:-20 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:20 color:lightline layer:back at:40 color:red layer:back at:60 color:lightline layer:back at:80 color:lightline layer:back at:100 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Celzij °C
</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:223 till:383 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:230 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:223 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:233.15 color:lightline layer:back at:253.15 color:lightline layer:back at:273.15 color:lightline layer:back at:293.15 color:lightline layer:back at:313.15 color:lightline layer:back at:333.15 color:lightline layer:back at:353.15 color:lightline layer:back at:373.15 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,15) text:Kelvin K
</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-58 till:230 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-50 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-58 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-40 color:lightline layer:back at:-4 color:lightline layer:back at:32 color:lightline layer:back at:68 color:lightline layer:back at:104 color:lightline layer:back at:140 color:lightline layer:back at:176 color:lightline layer:back at:212 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Fahrenheit °F
</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:402 till:690 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:410 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:402 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:419.7 color:lightline layer:back at:455.7 color:lightline layer:back at:491.7 color:lightline layer:back at:527.7 color:lightline layer:back at:563.7 color:lightline layer:back at:599.7 color:lightline layer:back at:635.7 color:lightline layer:back at:671.7 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Rankine °Ra
</timeline><timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-18.75 till:65.25 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:5 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-18
PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front
at:-13.5 color:lightline layer:back at:-3 color:lightline layer:back at:7.5 color:lightline layer:back at:18 color:lightline layer:back at:28.5 color:lightline layer:back at:39 color:lightline layer:back at:49.5 color:lightline layer:back at:60 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Rømer °Rø
</timeline><timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-16.5 till:36.3 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:5 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-15
PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:5 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front
at:-13.2 color:lightline layer:back at:-6.6 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:6.6 color:lightline layer:back at:13.2 color:lightline layer:back at:19.8 color:lightline layer:back at:26.4 color:lightline layer:back at:33 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Newton °N
</timeline><timeline>ImageSize = width:905 height:50 PlotArea = left:80 right:15 bottom:20 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-15 till:225 DateFormat = yyyy TimeAxis = orientation:horizontal order:reverse format:yyyy ScaleMajor = unit:year increment:15 start:-15 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-15
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front
at:0 color:lightline layer:back at:30 color:lightline layer:back at:60 color:lightline layer:back at:90 color:lightline layer:back at:120 color:lightline layer:back at:150 color:lightline layer:back at:180 color:lightline layer:back at:210 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,13) text:Delisle °D
</timeline><timeline> ImageSize = width:905 height:100 PlotArea = left:80 right:15 bottom:70 top:5 AlignBars = justify Colors =
id:black value:black id:white value:white id:lightline value:rgb(0.8,0.8,0.8)
Period = from:-40 till:88 TimeAxis = orientation:horizontal ScaleMajor = unit:year increment:10 start:-30 ScaleMinor = unit:year increment:1 start:-40 PlotData=
align:center textcolor:black fontsize:8 mark:(line,black) width:25 shift:(0,-5)
LineData=
at:start color:green layer:front at:end color:green layer:front at:-32 color:lightline layer:back at:-16 color:lightline layer:back at:0 color:lightline layer:back at:16 color:lightline layer:back at:32 color:red layer:back at:48 color:lightline layer:back at:64 color:lightline layer:back at:80 color:lightline layer:back
TextData =
fontsize:10 textcolor:blue pos:(0,60) text:Réaumur °Ré fontsize:12 textcolor:red pos:(110,20) text:40 °C = 313,15 K = 104 °F = 563,67 °Ra = 28,5 °Rø = 13,2 °N = 90 °D = 32 °Ré
</timeline>