
Penentukuran Termometer Menggunakan Dua Titik Tetap Celsius
Pada tahun 1742, Anders Celsius — seorang ahli astronomi Sweden di Universiti Uppsala — membentangkan kertas kerja kepada Akademi Sains Diraja Sweden yang mencadangkan skala suhu berdasarkan dua titik rujukan yang boleh dihasilkan semula: takat beku dan takat didih air. Pandangan utamanya ialah peralihan fasa ini berlaku pada suhu tetap dan universal di bawah tekanan atmosfera piawai (760 mmHg / 101.325 kPa).
Skala asal Celsius adalah terbalik daripada yang kita gunakan hari ini: beliau menetapkan 0° untuk takat didih dan 100° untuk takat beku. Skala ini dibalikkan selepas kematiannya (1744), kemungkinan oleh Carl Linnaeus atau pembuat alat Daniel Ekström.
Prosedur ini memerlukan teknik yang teliti — merkuri mesti mencapai keseimbangan penuh di setiap titik rujukan. Celsius mencatatkan bahawa perubahan tekanan 27 mmHg mengalihkan takat didih kira-kira 1°C.
Arahan
Kumpulkan tiub kaca kapilari dan takungan merkuri
Kumpulkan tiub kaca kapilari dan takungan merkuri
Pilih tiub kaca kapilari berlubang sempit sepanjang kira-kira 30 cm, dimeterai di satu hujung, dengan takungan bebola kecil yang ditiup di hujung yang dimeterai. Merkuri mengembang secara linear dengan suhu dalam julat ini, menjadikannya ideal untuk skala pembahagian sama rata. Celsius menggunakan merkuri dan bukannya alkohol kerana merkuri tidak membasahi kaca dan mempunyai pekali pengembangan yang hampir linear antara 0°C dan 100°C.
Bahan untuk langkah ini:
Mercury5 mlAlatan diperlukan:
Capillary Glass TubeIsikan bebola dengan merkuri dengan memanaskan dan menyongsangkan
Isikan bebola dengan merkuri dengan memanaskan dan menyongsangkan
Panaskan bebola kaca dengan lembut untuk mengembangkan udara yang terperangkap, kemudian songsangkan hujung terbuka ke dalam bekas merkuri. Apabila bebola menyejuk, tekanan atmosfera menolak merkuri ke dalam tiub. Ulangi sehingga bebola dan sebahagian tiub dipenuhi tiang merkuri berterusan tanpa gelembung udara.
Alatan diperlukan:
Alcohol BurnerMeterai hujung terbuka tiub
Meterai hujung terbuka tiub
Selepas diisi, meterai hujung terbuka tiub kapilari dengan meleburkan kaca menggunakan nyalaan api. Tiang merkuri kini terperangkap dalam sistem tertutup.
Alatan diperlukan:
Alcohol BurnerSediakan mandian keseimbangan ais-air
Sediakan mandian keseimbangan ais-air
Isikan bikar kaca borosilikat dengan ais yang dihancurkan dan tambah air suling yang cukup untuk mengisi ruang antara kepingan ais. Kacau dengan lembut. Ini mewujudkan keseimbangan stabil pada tepat 0°C.
Bahan untuk langkah ini:
Distilled Water500 ml
Crushed Ice1 kgAlatan diperlukan:
Borosilicate Glass BeakerRendam termometer dalam mandian ais
Rendam termometer dalam mandian ais
Rendam sepenuhnya bebola merkuri dalam campuran ais-air. Pegang stabil selama sekurang-kurangnya 5 minit untuk merkuri mencapai keseimbangan penuh.
Tandakan paras takat beku pada tiub
Tandakan paras takat beku pada tiub
Dengan merkuri sepenuhnya seimbang, gunakan penggarit hujung berlian atau penanda kekal hujung halus untuk menggaris garisan rujukan pada tiub kaca tepat di puncak tiang merkuri.
Alatan diperlukan:
Diamond ScriberBaca barometer untuk mengesahkan tekanan atmosfera piawai
Baca barometer untuk mengesahkan tekanan atmosfera piawai
Sebelum menetapkan takat didih, periksa barometer merkuri. Tekanan atmosfera piawai ialah 760 mmHg (101.325 kPa).
Alatan diperlukan:
Mercury BarometerPasang alat pendidihan dengan kelalang Florence
Pasang alat pendidihan dengan kelalang Florence
Isikan kelalang Florence separuh dengan air suling dan letakkan di atas penyangga gelang di atas penunu alkohol. Pasang pengapit untuk memegang tiub termometer supaya bebola merkuri berada di ruang wap tepat di atas permukaan air.
Bahan untuk langkah ini:
Distilled Water300 mlAlatan diperlukan:
Florence Flask
Alcohol Burner
Utility ClampPanaskan air sehingga mendidih kuat dan stabil
Panaskan air sehingga mendidih kuat dan stabil
Nyalakan penunu alkohol dan panaskan air sehingga mendidih secara berterusan dan kuat. Tunggu sehingga pendidihan stabil.
Biarkan merkuri mencapai keseimbangan dalam wap
Biarkan merkuri mencapai keseimbangan dalam wap
Dengan termometer diletakkan dalam tiang wap, tunggu 3-5 minit sehingga merkuri berhenti naik dan stabil.
Tandakan paras takat didih pada tiub
Tandakan paras takat didih pada tiub
Garis atau tandakan garisan rujukan kedua di puncak tiang merkuri.
Alatan diperlukan:
Diamond ScriberUkur jarak antara dua tanda
Ukur jarak antara dua tanda
Menggunakan pembaris ketepatan atau jangka pembahagi, ukur jarak tepat dalam milimeter antara tanda takat beku dan tanda takat didih. Jarak ini mewakili selang asas — perubahan suhu 100 darjah.
Alatan diperlukan:
Steel RulerBahagikan selang kepada 100 bahagian sama rata
Bahagikan selang kepada 100 bahagian sama rata
Kira panjang setiap darjah dengan membahagikan jumlah selang dengan 100. Menggunakan jangka pembahagi yang ditetapkan pada jarak ini, tandakan setiap darjah di sepanjang tiub dari takat beku ke takat didih.
Alatan diperlukan:
Steel Ruler
Diamond ScriberLanjutkan pembahagian di bawah 0°C dan di atas 100°C
Lanjutkan pembahagian di bawah 0°C dan di atas 100°C
Teruskan jarak sama rata yang sama di bawah tanda beku dan di atas tanda didih sejauh yang dibenarkan oleh tiub.
Sahkan ketepatan: rendam semula dalam mandian ais
Sahkan ketepatan: rendam semula dalam mandian ais
Letakkan termometer yang siap kembali ke dalam mandian ais-air dan sahkan bahawa merkuri sejajar tepat dengan tanda 0°C.
Sahkan ketepatan: rendam semula dalam wap
Sahkan ketepatan: rendam semula dalam wap
Kembalikan termometer ke tiang wap di atas air mendidih. Sahkan bahawa merkuri sejajar dengan tanda 100°C. Kaedah Celsius mencapai ketepatan kira-kira ±0.1°C.
Pasang tiub pada papan skala belakang
Pasang tiub pada papan skala belakang
Lekatkan tiub bergraduat pada jalur papan belakang kayu, loyang, atau gading menggunakan ikatan dawai atau simen. Ukirkan atau cetak skala berangka pada papan belakang.
Fahami mengapa skala asal Celsius terbalik
Fahami mengapa skala asal Celsius terbalik
Celsius menetapkan 0° untuk mendidih dan 100° untuk membeku — bertentangan dengan konvensyen moden. Alasannya diperdebatkan: satu teori ialah beliau mahu mengelakkan nombor negatif dalam suhu musim sejuk Sweden (Uppsala kerap mencapai −20 hingga −30°C). Skala ini dibalikkan kepada bentuk moden selepas kematian Celsius pada 1744. Pada 1948, Persidangan Agung ke-9 mengenai Berat dan Ukuran secara rasmi menamakan semula 'sentigrad' kepada 'Celsius'.
Bahan
3- Pemegang Tempat
- 1 kgPemegang Tempat
Alatan Diperlukan
8- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
- Pemegang Tempat
CC0 Domain Awam
Blueprint ini dikeluarkan di bawah CC0. Anda bebas menyalin, mengubah, mengedar, dan menggunakan karya ini untuk sebarang tujuan, tanpa meminta kebenaran.
Sokong Pembuat dengan membeli produk melalui Blueprint mereka di mana mereka memperoleh Komisen Pembuat ditetapkan oleh Penjual, atau cipta iterasi baru Blueprint ini dan sertakan ia sebagai sambungan dalam Blueprint anda sendiri untuk berkongsi hasil.