História do termômetro e Lord Kelvin

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 em ZERO ABSOLUTO, a temperatura em que 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 em Cambridge University, foi remador campeão e mais tarde tornou-se professor de Filosofia Natural na Universidade de Glasgow. Entre suas outras realizações foi a descoberta, em 1852, do "Efeito Joule-Thomson" dos gases e seu trabalho no primeiro transatlântico telégrafo cabo (para o qual ele era cavaleiro) e sua invenção do galvanômetro espelho usado na sinalização por cabo, o gravador de sifão, o indicador mecânico de marés, uma bússola melhorada do navio.

instagram viewer

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 chamado justamente de escala absoluta, pois sua característica é bastante independente das propriedades físicas de qualquer substância específica.

Para comparar essa 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 experimentalmente determinado. 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, os aquecimentos latentes de um determinado peso e as pressões do vapor saturado a todas as temperaturas entre 0 ° e 230 ° (Cent. do termômetro do ar), foram verificados; 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 problema atual, exceto estimando a densidade do vapor saturado a qualquer temperatura (a pressão correspondente sendo 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 encontrado por Regnault (Études Hydrométriques nos Annales de Chimie) para verificar de perto esses leis; e temos razões para acreditar, a partir de experimentos feitos por Gay-Lussac e outros, que tão alta quanto a temperatura 100 ° não pode haver um desvio considerável; mas nossa estimativa da densidade do vapor saturado, fundada 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 assumido pelo Sr. William Steele, recentemente do Glasgow College, agora do St. Peter's College, Cambridge. Seus resultados em formas 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, 79 unidades desse tipo de calor, segundo o Dr. Black (seu resultado sendo ligeiramente corrigido por Regnault), derreteriam um quilo 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 ° a 0 ° é 79x135,7 ou 10.700 por pouco. 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 trabalhando com economia perfeita a um cavalo de potência, a caldeira estaria no temperatura de 100 °, e o condensador mantido em 0 ° por um suprimento constante de gelo, em vez de um quilo de gelo seria derretido em um minuto.

instagram story viewer