Todo el mundo sabe que la temperatura se mide en grados Celsius. Las personas familiarizadas con la física saben que la unidad internacional de esta cantidad es el kelvin. El desarrollo histórico del concepto de temperatura y de los correspondientes instrumentos para su determinación ha llevado a que en la actualidad utilicemos sistemas métricos distintos a los de nuestros antepasados. El artículo aborda las cuestiones: qué es el grado Réaumur, cuándo se utilizó y cómo se relaciona con las escalas generalmente aceptadas para medir la temperatura.
René Antoine Réaumur
Antes de considerar la escala Réaumur para determinar la temperatura de los cuerpos circundantes, considere la personalidad de su creador.
Rene Réaumur nació el 28 de febrero de 1683 en la ciudad francesa de La Rochelle. Comenzó a mostrar amor por la investigación científica del mundo circundante desde la primera infancia. René estaba interesado en la física, las matemáticas,astronomía, derecho, filosofía, biología, metalurgia, idiomas y muchas otras disciplinas.
A la edad de 25 años, se convierte en miembro de la Academia de Ciencias de Francia e inmediatamente comienza a confiar la implementación de proyectos científicos serios a escala nacional. Como miembro de la Academia de Ciencias, Réaumur publicó un trabajo científico cada año durante 50 años. Muchos de sus trabajos sobre el estudio de los insectos, así como sobre el estudio de las propiedades de los metales, fueron traducidos al inglés y al alemán. Sus contemporáneos lo llamaron Plinio del siglo XVIII.
El científico falleció a los 74 años a consecuencia de la caída de un caballo durante una de las cabalgatas. Después de sí mismo, Réaumur dejó manuscritos científicos que ocuparon 138 carpetas.
Abriendo una nueva escala de temperatura
A principios del siglo XVIII, no había una escala generalmente aceptada para medir la temperatura de los cuerpos en el mundo. En 1731, como resultado de experimentos termodinámicos, René Reaumur propuso el uso de una escala de temperatura, que pasó a llevar su apellido. Esta escala se ha utilizado durante más de 100 años en los principales países de Europa, en particular, en Francia, Alemania y Rusia. Eventualmente fue reemplazada por la escala Celsius, que todavía se usa ampliamente en la actualidad.
Es interesante notar que Réaumur propuso usar su escala 11 años antes que Celsius.
Experimentos que llevaron a la invención de la escala de Réaumur
Los experimentos que inspiraron al científico a inventar una nueva escala son muy simples. Son los siguientes: Réaumur se fijó el objetivo de medir la temperatura de transición entre los estados de agregación de un líquido vital para los humanos, el agua, es decir, determinar cuándo comienza a cristalizar con la formación de hielo, y cuándo comienza a hervir y se convierte en vapor. Para ello, el científico decidió utilizar un termómetro de alcohol, que él mismo diseñó.
El termómetro de Reaumur era un tubo de vidrio, de aproximadamente 1,5 metros de altura, que se expandía en la base en un recipiente con un diámetro de unos 10 cm. El tubo se llenaba con una mezcla de alcohol etílico y agua y se sellaba en ambos extremos.. Fue la mezcla de alcohol la que se eligió como fluido de trabajo porque esta sustancia alcohólica tiene un coeficiente de expansión térmica 4 veces mayor que el agua. Este último hecho significa que el nivel de la columna de alcohol es muy sensible a los cambios de temperatura, por lo que puede usarse para medir con precisión la cantidad en cuestión.
Estableciendo el nivel de la columna de alcohol en el termómetro a 0 grados cuando su base se sumerge en hielo derretido, Réaumur midió este valor colocando el dispositivo en agua hirviendo. El científico notó que si la altura inicial de la columna de alcohol es de 1000 unidades, entonces su valor final es de 1080 unidades. El número 80, como la diferencia entre los niveles frío y caliente de una columna en un termómetro, Réaumur puso en la base de su escala de temperatura.
escala octal
Como se dijo, 0 grados en la escala Réaumur (°R) corresponden a la temperatura de fusión (melting) del hielo, y 80 °R al punto de ebullición del agua. Significa,que la escala propuesta por el científico francés es octogenaria, lo que la distingue de las escalas Celsius o Kelvin, que se basan en el número 100. Este último hecho, obviamente, provocó su paulatino desplazamiento por estas escalas. Nuestro sistema numérico es decimal, por lo que usar números como 10, 100, etc. es mucho más conveniente que los valores intermedios.
Relación con las escalas Celsius y Kelvin
Como se mencionó anteriormente, la temperatura Réaumur no se usa en casi ningún lugar ahora, sin embargo, a veces se usa durante la preparación de jarabe de azúcar y en la producción de caramelo. Por lo tanto, se deben dar las fórmulas para convertir los grados Reaumur a Celsius y Kelvin. Estas fórmulas son las siguientes:
- C=1, 25R;
- K=1, 25R + 273, 15.
En las expresiones presentadas R, C, K - grados Réaumur, Celsius y Kelvin, respectivamente. Verificar la exactitud de la primera fórmula es bastante simple: sustituimos en ella el valor de 80 ° R, en el que hierve el agua. Luego obtenemos: C \u003d 1, 2580 \u003d 100 ° C, que corresponde exactamente al punto de ebullición de este líquido en condiciones normales en la escala que nos es familiar.
Además, aquí están las fórmulas inversas para convertir grados Celsius y Kelvin a Réaumur:
- R=0.8C;
- R=0.8K - 218.52.
Tenga en cuenta que cero grados Réaumur coincide con esta temperatura Celsius.
Ejemplo de resolución de problemas
Como se puede ver en las fórmulas del párrafo anterior, la conversión entre diferentes escalas de medidala temperatura es bastante fácil. Resolvamos un problema sencillo: “En la fabricación del caramelo se utilizaba un termómetro calibrado a grados Réaumur, el cual, durante la preparación de los dulces, marcaba un valor de 123°R. ¿Cuántos grados marcaría el termómetro si estuviera calibrado a la escala Celsius?"
Usando la fórmula para convertir grados Réaumur a Celsius, obtenemos: C=1.25123=153.75 °C. Para completar la solución, también traducimos estos grados a un valor Kelvin, obtenemos: K \u003d 1.25123 + 273, 15 \u003d 426.9 °K.
