Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Temperatuurschaal: verschil tussen versies
(Begin) |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 1: | Regel 1: | ||
<!--[[Bestand:Pakkanen.jpg|thumb|Een thermometer met de Celsius schaal. Het is af te lezen dat de temperatuur hier −17° C bedraagt]] --> | |||
Een '''temperatuurschaal''' is een methode om de [[temperatuur]] in een getal uit te drukken. Er zijn diverse schalen ontwikkeld, die handig zijn voor verschillende toepassingen. In het [[SI-stelsel]] is de [[Kelvin (eenheid)|kelvin]], ook wel absolute temperatuur genoemd, voorgeschreven. In de dagelijkse praktijk gebruikt men in Nederlandstalige landen de schaal van [[Celsius]] en drukt men de temperatuur uit in ''graden Celsius''. | |||
== | ==Empirische schalen== | ||
* [[Réaumur]] | <!--[[Bestand:Tastant l'aigua d'una piscina.jpg|thumb|left|Temperatuurbepaling met de tenen]] --> | ||
De in gebruik zijnde temperatuurschalen zijn van oorsprong [[empirisch resultaat|empirisch]]. Deze schalen zijn gebaseerd op fysische eigenschappen van materialen die op een eenvoudige manier gemeten kunnen worden, zoals de uitzetting van een [[vloeistof]] (meestal [[kwik]] of [[Ethanol|alcohol]]) bij verhoging van de temperatuur. Er worden twee punten gekozen die een vaste waarde krijgen. Zo is 0 graden Celsius vastgelegd op het [[vriespunt]] van water, terwijl het [[kookpunt]] bij 100 graden Celsius is gelegd. Daartussen wordt lineair geïnterpoleerd en daarbuiten geëxtrapoleerd. | |||
Temperatuur is een eigenschap van materie, en de empirische schalen werken slechts in een smal gebied. In het dagelijks leven op aarde is dat ruim voldoende. Om zeer lage, of zeer hoge temperaturen te meten, zijn andere technieken nodig. Zo bevriest kwik bij 234,32 K (−39°C) en is een kwikthermometer onder deze temperatuur niet bruikbaar. Ook zeer hoge temperaturen kunnen niet met een kwikthermometer worden gemeten. | |||
In de afbeelding hieronder worden de schalen met elkaar vergeleken. Hieruit blijkt dat de schalen, met uitzondering van de Delisle, een hogere getalswaarde geven bij een hogere temperatuur. De nulpunten van de schalen zijn aangegeven. Voor de Celsiusschaal, alsmede de Réaumur, Newton en Rømer is dat het vriespunt van water. Voor de Deslise is de nul het kookpunt van water. Fahrenheit koos als nulpunt de temperatuur van een mengsel van ijs, water en [[ammoniumchloride]]. De Kelvin en de Rankine beginnen vanaf het het [[absolute nulpunt]] en kennen dan ook geen negatieve temperatuur. Verder valt op dat de schalen in Celsius en Kelvin parallel lopen. Hetzelfde geldt voor de Fahrenheit- en Rankine-schalen. Deze schalen gebruiken in feite dezelfde schaalverdeling voor de definitie van "1 graad". | |||
{{clearleft}} | |||
Naast de veel gebruikte meetmethoden op basis van vloestoffen, kan temperatuur met empirische middelen ook op andere manieren gemeten worden, bijvoorbeeld met een [[thermokoppel]], een [[bimetaal]] of een [[thermistor]]. | |||
===Verouderde schalen=== | |||
Naast de hier genoemde bestaan er nog verouderde temperatuurschalen: | |||
* [[Schaal van Wedgwood]], bedoeld voor hoge temperatuur, boven het kookpunt van kwik. De schaal was gebaseerd op het krimpen van klei maar is onbruikbaar gebleken. | |||
* [[Leidse schaal]], gebruikt in de tijd van [[Heike Kamerlingh Onnes]]. | |||
==Wetenschappelijke temperatuurschaal== | |||
Een meer wetenschappelijke aanpak is de bepaling van de temperatuur te baseren op de principes van de [[thermodynamica]]. Het absolute nulpunt is de 0 van deze schaal. Dat is de temperatuur waarbij de deeltjes van de materie slechts een minimale energie hebben die niet lager kan zijn. | |||
==Bedenkers van temperatuurschalen== | |||
In de geschiedenis zijn er diverse personen geweest die onderzoek deden naar temperatuur, en die een temperatuurschaal hebben ontwikkeld op basis van diverse metingen van materiaaleigenschappen. | |||
{| class="wikitable sortable" | |||
!persoon / uitvinder || land || jaar || naam temperatuurschaal | |||
|- | |||
|{{sorteer|C|[[Anders Celsius]]}} | |||
|{{SE}} | |||
|[[1742]] | |||
|[[Celsius]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|D|[[Joseph-Nicolas Delisle]]}} | |||
|{{FR}} | |||
|[[1732]] | |||
|[[Delisle (eenheid)|Delisle]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|F|[[Gabriel Fahrenheit]]}} | |||
|{{PL}} / <br /> {{NL}} | |||
|[[1724]] | |||
|[[Fahrenheit]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|T|[[William Thomson (natuurkundige)|William Thomson]]}} | |||
|{{GB}} | |||
|[[1848]] | |||
|[[Kelvin (eenheid)|Kelvin]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|N|[[Isaac Newton]]}} | |||
|{{EN}} | |||
|{{sorteer|1700|rond 1700}} | |||
|[[Newton (schaal)|Newton]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|Ra|[[William John Macquorn Rankine]]}} | |||
|{{GB}} | |||
|[[1859]] | |||
|[[Rankine]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|Ré|[[René-Antoine Ferchault de Réaumur]]}} | |||
|{{FR}} | |||
|[[1731]] | |||
|[[Réaumur]] | |||
|- | |||
|{{sorteer|Rø|[[Ole Rømer|Ole Christensen Rømer]]}} | |||
|{{DK}} | |||
|[[1701]] | |||
|[[Rømer]] | |||
|} | |||
==Conversietabel== | |||
Het omrekenen van temperaturen in de diverse schalen is relatief eenvoudig zoals blijkt uit onderstaande tabel. Elke schaal heeft namelijk een [[nulpunt]] en een lineaire schaalverdeling. | |||
Historisch gezien waren de verschillende temperatuurschalen niet compatibel met elkaar, met uitzondering van smalle gebieden van overlap. Als bijvoorbeeld een alcoholthermometer en een kwikthermometer geijkt worden op twee punten, bijvoorbeeld het smeltpunt en het kookpunt van water, betekent dat niet dat het aflezen van een lineaire schaalverdeling tussen deze twee punten tot een gelijke uitkomst leidt. De [[thermische uitzetting]]scoëfficienten van deze twee stoffen zijn namelijk niet evenredig aan elkaar over het gehele temperatuursgebied. De conversietabel hieronder geldt dus bij benadering en is eerder vastgesteld op basis van afspraken dan op basis van metingen. | |||
<!-- | |||
{{Appendix}} | |||
--> | |||
[[Categorie:Temperatuurschaal]] |
Huidige versie van 4 okt 2014 om 18:03
Een temperatuurschaal is een methode om de temperatuur in een getal uit te drukken. Er zijn diverse schalen ontwikkeld, die handig zijn voor verschillende toepassingen. In het SI-stelsel is de kelvin, ook wel absolute temperatuur genoemd, voorgeschreven. In de dagelijkse praktijk gebruikt men in Nederlandstalige landen de schaal van Celsius en drukt men de temperatuur uit in graden Celsius.
Empirische schalen
De in gebruik zijnde temperatuurschalen zijn van oorsprong empirisch. Deze schalen zijn gebaseerd op fysische eigenschappen van materialen die op een eenvoudige manier gemeten kunnen worden, zoals de uitzetting van een vloeistof (meestal kwik of alcohol) bij verhoging van de temperatuur. Er worden twee punten gekozen die een vaste waarde krijgen. Zo is 0 graden Celsius vastgelegd op het vriespunt van water, terwijl het kookpunt bij 100 graden Celsius is gelegd. Daartussen wordt lineair geïnterpoleerd en daarbuiten geëxtrapoleerd.
Temperatuur is een eigenschap van materie, en de empirische schalen werken slechts in een smal gebied. In het dagelijks leven op aarde is dat ruim voldoende. Om zeer lage, of zeer hoge temperaturen te meten, zijn andere technieken nodig. Zo bevriest kwik bij 234,32 K (−39°C) en is een kwikthermometer onder deze temperatuur niet bruikbaar. Ook zeer hoge temperaturen kunnen niet met een kwikthermometer worden gemeten.
In de afbeelding hieronder worden de schalen met elkaar vergeleken. Hieruit blijkt dat de schalen, met uitzondering van de Delisle, een hogere getalswaarde geven bij een hogere temperatuur. De nulpunten van de schalen zijn aangegeven. Voor de Celsiusschaal, alsmede de Réaumur, Newton en Rømer is dat het vriespunt van water. Voor de Deslise is de nul het kookpunt van water. Fahrenheit koos als nulpunt de temperatuur van een mengsel van ijs, water en ammoniumchloride. De Kelvin en de Rankine beginnen vanaf het het absolute nulpunt en kennen dan ook geen negatieve temperatuur. Verder valt op dat de schalen in Celsius en Kelvin parallel lopen. Hetzelfde geldt voor de Fahrenheit- en Rankine-schalen. Deze schalen gebruiken in feite dezelfde schaalverdeling voor de definitie van "1 graad".
Naast de veel gebruikte meetmethoden op basis van vloestoffen, kan temperatuur met empirische middelen ook op andere manieren gemeten worden, bijvoorbeeld met een thermokoppel, een bimetaal of een thermistor.
Verouderde schalen
Naast de hier genoemde bestaan er nog verouderde temperatuurschalen:
- Schaal van Wedgwood, bedoeld voor hoge temperatuur, boven het kookpunt van kwik. De schaal was gebaseerd op het krimpen van klei maar is onbruikbaar gebleken.
- Leidse schaal, gebruikt in de tijd van Heike Kamerlingh Onnes.
Wetenschappelijke temperatuurschaal
Een meer wetenschappelijke aanpak is de bepaling van de temperatuur te baseren op de principes van de thermodynamica. Het absolute nulpunt is de 0 van deze schaal. Dat is de temperatuur waarbij de deeltjes van de materie slechts een minimale energie hebben die niet lager kan zijn.
Bedenkers van temperatuurschalen
In de geschiedenis zijn er diverse personen geweest die onderzoek deden naar temperatuur, en die een temperatuurschaal hebben ontwikkeld op basis van diverse metingen van materiaaleigenschappen.
persoon / uitvinder | land | jaar | naam temperatuurschaal |
---|---|---|---|
Anders Celsius | Zweden | 1742 | Celsius |
Joseph-Nicolas Delisle | Frankrijk | 1732 | Delisle |
Gabriel Fahrenheit | Polen / Nederland |
1724 | Fahrenheit |
William Thomson | Verenigd Koninkrijk | 1848 | Kelvin |
Isaac Newton | Engeland | rond 1700 | Newton |
William John Macquorn Rankine | Verenigd Koninkrijk | 1859 | Rankine |
René-Antoine Ferchault de Réaumur | Frankrijk | 1731 | Réaumur |
Ole Christensen Rømer | Denemarken | 1701 | Rømer |
Conversietabel
Het omrekenen van temperaturen in de diverse schalen is relatief eenvoudig zoals blijkt uit onderstaande tabel. Elke schaal heeft namelijk een nulpunt en een lineaire schaalverdeling.
Historisch gezien waren de verschillende temperatuurschalen niet compatibel met elkaar, met uitzondering van smalle gebieden van overlap. Als bijvoorbeeld een alcoholthermometer en een kwikthermometer geijkt worden op twee punten, bijvoorbeeld het smeltpunt en het kookpunt van water, betekent dat niet dat het aflezen van een lineaire schaalverdeling tussen deze twee punten tot een gelijke uitkomst leidt. De thermische uitzettingscoëfficienten van deze twee stoffen zijn namelijk niet evenredig aan elkaar over het gehele temperatuursgebied. De conversietabel hieronder geldt dus bij benadering en is eerder vastgesteld op basis van afspraken dan op basis van metingen.