Všichni známe Celsiovu teplotní stupnici – známe její základní referenční body (0°C a 100° C). Možná někteří z nás ví, jak převádět stupně Celsia na stupně Fahrenheita nebo na Kelviny. Co nám ale říká teplota 461,67°R (Rankina)? Jaké další teplotní stupnice existují?
3 nejpoužívanější stupnice
Fahrenheitova teplotní stupnice byla navržena v roce 1724 německým fyzikem Danielem Gabrielem Fahrenheitem. Ten v roce 1714 sestavil svůj první rtuťový teploměr, který byl přesnější než do té doby používané lihové teploměry.
Daniel Gabriel Fahrenheit (ZDROJ)
Jako jeden ze základních bodů této stupnice nejprve určil teplotu 0°F (-17,8°C), která odpovídala tepelnému stavu směsi vody, ledu a salmiaku. Tehdy se domníval, že nižší teplotu není možné vytvořit. Později však tento základní bod upravil na 32°F (0°C) – bod mrznutí vody. Druhým základním bodem stupnice byla teplota zdravého lidského těla, 98.6°F (37°C). Pro ilustraci, bod varu (100°C), odpovídá ve Fahrenheitově stupnici 212 stupňům a nejnižší možná teplota (absolutní nula) je – 459,67°F.
Do 70. let 20. století se tato stupnice běžně používala v anglicky mluvících zemích a na Kubě. Pro převod stupňů Fahrenheita a stupňů Celsia se používá tento vztah: T[°F] = 9/5 T[°C ] + 32.
Celsiovu teplotní stupnici navrhl v roce 1742 švédský astronom Anders Celsius. Jako základní body byly původně určeny: bod varu vody (0°C) a bod mrazu (100°C). Carl von Linné tuto stupnici později obrátil do dnešní podoby. Absolutní nula je -273,15°C.
Andres Celsius (ZDROJ)
Kelvinova teplotní stupnice je považována za absolutní teplotní stupnici. Navrhl ji britský matematik a fyzik William Thompson Kelvin. Její počáteční bod je absolutní nula, 0 K (-273,15°C). Druhý základní bod této stupnice je teplota trojného bodu čisté vody (rovnováha mezi pevnou, plynnou a kapalnou fází vody), 273,15 K (0°C). Bod varu je 373,15 K. Pro převod na stupně Celsia je třeba užít vztahu T[°C] = T [K] – 273,15.
Sir William Thompson Kelvin (ZDROJ)
Další teplotní stupnice
V roce 1859 navrhl další teplotní stupnici skotský inženýr William John Macquorn Rankin. Tato stupnice má také počáteční bod v absolutní nule (0°R = 0 K). Bod varu je v této stupnici vyjádřen jako 100°C = 671,67°R, bod mrazu 0°C = 491,67°R. Vztah pro převod Rakninovy teplotní stupnice na Celsiovu je T[°R] = 9/5 T[°C ] + 273,15.
Réamurovu teplotní stupnici navrhl v roce 1730 francouzský přírodovědec René Antoine Ferchault de Réaumur. Její počáteční bod je shodný s bodem mrazu (0°C = 0°Re). Teplota bodu varu je 80°Re. Jeden díl této stupnice (1°Re) odpovídá zvětšení objemu 80 % lihu (etanolu) v lihovém teploměru o 1/1000. Tato stupnice byla dříve používaná v Evropě, hlavně v Německu, Francii a Rusku. Francie pak v roce 1790 přešla na Celsiovu teplotní stupnici. V částech Evropy se Réamurova stupnice běžně používala do poloviny 19. století a v Rusku i začátkem 20. století. Dodnes se v některých italských a švýcarských továrnách používá k měření teploty mléka při výrobě sýrů a v Holandsku při měření teploty cukrového sirupu pro výrobu zákusků. Pro převod na Celsiovu stupnici je třeba užít vztahu T[°R] = 4/5 T[°C ].
Na následujícím obrázku můžeme vidět porovnání výše probraných teplotních stupnic (ZDROJ: prevod.cz)
Byly navrženy i další stupnice, jako Newtonova, Romerova nebo Delisleova, které však nebyly příliš používané.
