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História do Termômetro

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Lord Kelvin inventou a Escala Kelvin em 1848 usada em termômetros. A escala Kelvin mede os extremos finais de quente e frio. Kelvin desenvolveu a idéia de temperatura absoluta, o que é chamado de "Segunda Lei da Termodinâmica", e desenvolveu a teoria dinâmica do calor.

No século 19, os cientistas pesquisavam qual era a temperatura mais baixa possível. A escala Kelvin usa as mesmas unidades que a escala Celcius, mas começa no ABSOLUTE ZERO, a temperatura na qual tudo, inclusive o ar, congela sólido. O zero absoluto é O K, que é - 273 ° C graus Celsius.

Lord Kelvin - Biografia

Sir William Thomson, Barão Kelvin de Largs, Lord Kelvin da Escócia (1824 - 1907) estudou na Universidade de Cambridge, foi um remador campeão e mais tarde tornou-se professor de Filosofia Natural na Universidade de Glasgow. Entre suas outras realizações foi a descoberta do efeito Joule-Thomson em 1852 e seu trabalho no primeiro cabo telegráfico transatlântico (do qual ele era cavaleiro), e sua invenção do galvanômetro de espelho usado na sinalização de cabos, o gravador de sifão. , o indicador mecânico de marés, a bússola de um navio aprimorado.

Trechos de: Philosophical Magazine, outubro de 1848 Cambridge University Press, 1882

... A propriedade característica da escala que proponho agora é que todos os graus têm o mesmo valor; isto é, que uma unidade de calor descendente de um corpo A na temperatura T ° desta escala, para um corpo B na temperatura (T-1) °, produziria o mesmo efeito mecânico, qualquer que seja o número T. Isso pode ser justamente denominado escala absoluta, pois sua característica é bastante independente das propriedades físicas de qualquer substância específica.

Para comparar esta escala com a do termômetro a ar, os valores (de acordo com o princípio de estimativa declarado acima) dos graus do termômetro a ar devem ser conhecidos. Agora, uma expressão, obtida por Carnot da consideração de seu motor a vapor ideal, permite calcular esses valores quando o calor latente de um determinado volume e a pressão do vapor saturado a qualquer temperatura são determinados experimentalmente. A determinação desses elementos é o principal objeto da grande obra de Regnault, já referida, mas, atualmente, suas pesquisas não estão completas. Na primeira parte, que já foi publicada, foram verificados os aquecimentos latentes de um determinado peso e as pressões do vapor saturado a todas as temperaturas entre 0 ° e 230 ° (Cent. Do termômetro a ar); mas seria necessário, além de conhecer as densidades do vapor saturado em diferentes temperaturas, permitir-nos determinar o calor latente de um determinado volume a qualquer temperatura. M. Regnault anuncia sua intenção de instituir pesquisas para esse objeto; mas até que os resultados sejam divulgados, não temos como concluir os dados necessários para o presente problema, exceto estimando a densidade do vapor saturado a qualquer temperatura (a pressão correspondente é conhecida pelas pesquisas de Regnault já publicadas) de acordo com as leis aproximadas de compressibilidade e expansão (as leis de Mariotte e Gay-Lussac, ou Boyle e Dalton). Dentro dos limites da temperatura natural em climas comuns, a densidade do vapor saturado é encontrada pela Regnault (Études Hydrométriques nos Annales de Chimie) para verificar de perto essas leis; e temos razões para acreditar, a partir de experimentos feitos por Gay-Lussac e outros, que tão alta quanto a temperatura de 100 ° não pode haver um desvio considerável; mas nossa estimativa da densidade do vapor saturado, fundamentada nessas leis, pode ser muito errônea a temperaturas tão altas a 230 °. Portanto, um cálculo completamente satisfatório da escala proposta não pode ser feito até que os dados experimentais adicionais tenham sido obtidos; mas com os dados que realmente possuímos, podemos fazer uma comparação aproximada da nova escala com a do termômetro de ar, que pelo menos entre 0 ° e 100 ° será tolerável satisfatoriamente.

O trabalho de realizar os cálculos necessários para efetuar uma comparação da escala proposta com a do termômetro de ar, entre os limites de 0 ° e 230 ° deste último, foi gentilmente realizado pelo Sr. William Steele, recentemente do Glasgow College , agora do St. Peter's College, Cambridge. Seus resultados em forma de tabela foram apresentados à Sociedade, com um diagrama, no qual a comparação entre as duas escalas é representada graficamente. Na primeira tabela, são exibidas as quantidades de efeito mecânico devido à descida de uma unidade de calor pelos graus sucessivos do termômetro de ar. A unidade de calor adotada é a quantidade necessária para elevar a temperatura de um quilograma de água de 0 ° a 1 ° do termômetro de ar; e a unidade de efeito mecânico é um metro-quilograma; isto é, um quilograma aumentou um metro de altura.

Na segunda tabela, são exibidas as temperaturas de acordo com a escala proposta, que correspondem aos diferentes graus do termômetro de ar de 0 ° a 230 °. Os pontos arbitrários que coincidem nas duas escalas são 0 ° e 100 °.

Se somarmos os primeiros cem números dados na primeira tabela, encontraremos 135,7 para a quantidade de trabalho devido a uma unidade de calor que desce de um corpo A a 100 ° a B a 0 °. Agora, de acordo com o Dr. Black, 79 dessas unidades de calor derreteriam um quilograma de gelo. Portanto, se o calor necessário para derreter um quilo de gelo agora for tomado como unidade, e se um metro-libra for tomado como a unidade de efeito mecânico, a quantidade de trabalho a ser obtida pela descida de uma unidade de calor de 100 ° para 0 ° é 79x135,7 ou quase 10.700. É o mesmo que 35.100 libras-pé, que é um pouco mais do que o trabalho de um motor de um cavalo (33.000 libras-pé) em um minuto; e, consequentemente, se tivéssemos um motor a vapor funcionando com economia perfeita com potência de um cavalo, a caldeira estivesse na temperatura de 100 ° e o condensador mantido em 0 ° por um suprimento constante de gelo, menos de um quilo de libra de o gelo seria derretido em um minuto.