
Pag-calibrate ng Thermometer Gamit ang Dalawang Fixed Point ni Celsius
Noong 1742, si Anders Celsius — isang astronomong Sweko mula sa Uppsala University — ay nagpresenta ng isang papel sa Royal Swedish Academy of Sciences na nagmumungkahi ng isang sukat ng temperatura batay sa dalawang maaasahang reference point: ang freezing point at boiling point ng tubig. Ang kanyang pangunahing pananaw ay ang mga phase transition na ito ay nangyayari sa mga fixed at unibersal na temperatura sa ilalim ng standard atmospheric pressure (760 mmHg / 101.325 kPa).
Ang orihinal na sukat ni Celsius ay kabaligtaran ng ginagamit ngayon: itinalaga niya ang 0° para sa boiling point at 100° para sa freezing point. Binaligtad ang sukat pagkatapos ng kanyang kamatayan (1744), marahil ni Carl Linnaeus o ng gumagawa ng instrumento na si Daniel Ekström.
Ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng maingat na teknik — ang merkuryo ay kailangang ganap na mag-equilibrate sa bawat reference point. Itinala ni Celsius na ang pagbabago ng presyon na 27 mmHg ay naglilipat ng boiling point ng humigit-kumulang 1°C.
Instructions
Mangolekta ng capillary glass tube at mercury reservoir
Mangolekta ng capillary glass tube at mercury reservoir
Pumili ng isang makitid na capillary glass tube na may haba na humigit-kumulang 30 cm, selyadong sa isang dulo, na may maliit na bulb reservoir na hinipan sa selyadong dulo. Ang merkuryo ay lumalawak nang linear kasabay ng temperatura sa saklaw na ito, kaya perpekto ito para sa equal-division na mga sukat. Gumamit si Celsius ng merkuryo sa halip na alkohol dahil hindi binabasa ng merkuryo ang salamin at may halos linear na expansion coefficient sa pagitan ng 0°C at 100°C.
Materials for this step:
Mercury5 mlTools needed:
Capillary Glass TubePunuin ang bulb ng merkuryo sa pamamagitan ng pagpainit at pagbaligtad
Punuin ang bulb ng merkuryo sa pamamagitan ng pagpainit at pagbaligtad
Dahan-dahang painitin ang glass bulb upang lumawak ang nakulong na hangin, pagkatapos ibaligtad ang bukas na dulo sa isang sisidlan ng merkuryo. Habang lumalamig ang bulb, itinutulak ng atmospheric pressure ang merkuryo pataas sa loob ng tubo. Ulitin hanggang ang bulb at bahagi ng tubo ay mapuno ng tuloy-tuloy na haligi ng merkuryo na walang air bubble.
Tools needed:
Alcohol BurnerSelyaduhan ang bukas na dulo ng tubo
Selyaduhan ang bukas na dulo ng tubo
Kapag puno na, selyaduhan ang bukas na dulo ng capillary tube sa pamamagitan ng pagtunaw ng salamin gamit ang apoy. Ang haligi ng merkuryo ay nakulong na sa isang saradong sistema.
Tools needed:
Alcohol BurnerMaghanda ng ice-water equilibrium bath
Maghanda ng ice-water equilibrium bath
Punuin ang isang borosilicate glass beaker ng durog na yelo at magdagdag ng sapat na distilled water upang mapuno ang mga puwang sa pagitan ng mga piraso ng yelo. Haluing dahan-dahan. Lumilikha ito ng stable equilibrium sa eksaktong 0°C.
Materials for this step:
Distilled Water500 ml
Crushed Ice1 kgTools needed:
Borosilicate Glass BeakerIlubog ang thermometer sa ice bath
Ilubog ang thermometer sa ice bath
Ilubog ang mercury bulb nang buo sa halo ng yelo at tubig. Hawakan nang matatag sa loob ng hindi bababa sa 5 minuto upang ganap na mag-equilibrate ang merkuryo.
Markahan ang antas ng freezing point sa tubo
Markahan ang antas ng freezing point sa tubo
Kapag ganap nang nag-equilibrate ang merkuryo, gumamit ng diamond-tipped scriber o pinong permanent marker upang gumuhit ng reference line sa glass tube sa eksaktong tuktok ng haligi ng merkuryo.
Tools needed:
Diamond ScriberBasahin ang barometer upang kumpirmahin ang standard atmospheric pressure
Basahin ang barometer upang kumpirmahin ang standard atmospheric pressure
Bago itakda ang boiling point, suriin ang mercury barometer. Ang standard atmospheric pressure ay 760 mmHg (101.325 kPa).
Tools needed:
Mercury BarometerI-set up ang boiling apparatus gamit ang Florence flask
I-set up ang boiling apparatus gamit ang Florence flask
Punuin ang Florence flask hanggang kalahati ng distilled water at ilagay ito sa ring stand sa ibabaw ng alcohol burner. Mag-attach ng utility clamp upang hawakan ang thermometer tube nang ang mercury bulb ay nasa steam space sa itaas mismo ng ibabaw ng tubig.
Materials for this step:
Distilled Water300 mlTools needed:
Florence Flask
Alcohol Burner
Utility ClampPakuluan ang tubig hanggang sa matatag na rolling boil
Pakuluan ang tubig hanggang sa matatag na rolling boil
Sindihan ang alcohol burner at painitin ang tubig hanggang umabot sa tuloy-tuloy at malakas na pagkulo. Maghintay hanggang tumibay ang pagkulo.
Hayaang mag-equilibrate ang merkuryo sa singaw
Hayaang mag-equilibrate ang merkuryo sa singaw
Habang nakaposisyon ang thermometer sa haligi ng singaw, maghintay ng 3-5 minuto hanggang tumigil sa pag-akyat ang merkuryo at tumibay.
Markahan ang antas ng boiling point sa tubo
Markahan ang antas ng boiling point sa tubo
Gumuhit o magmarka ng pangalawang reference line sa tuktok ng haligi ng merkuryo.
Tools needed:
Diamond ScriberSukatin ang distansya sa pagitan ng dalawang marka
Sukatin ang distansya sa pagitan ng dalawang marka
Gamit ang precision ruler o dividers, sukatin ang eksaktong distansya sa milimetro sa pagitan ng freezing-point mark at boiling-point mark. Ang distansyang ito ang kumakatawan sa pangunahing agwat — 100 degrees ng pagbabago ng temperatura.
Tools needed:
Steel RulerHatiin ang agwat sa 100 pantay na bahagi
Hatiin ang agwat sa 100 pantay na bahagi
Kalkulahin ang haba ng bawat degree sa pamamagitan ng paghahati ng kabuuang agwat sa 100. Markahan ang bawat degree sa kahabaan ng tubo mula sa freezing point hanggang boiling point.
Tools needed:
Steel Ruler
Diamond ScriberPalawigin ang mga graduation sa ibaba ng 0°C at sa itaas ng 100°C
Palawigin ang mga graduation sa ibaba ng 0°C at sa itaas ng 100°C
Ipagpatuloy ang parehong pantay na espasyo sa ibaba ng freezing mark at sa itaas ng boiling mark hangga't pinapayagan ng tubo.
I-verify ang katumpakan: muling ilubog sa ice bath
I-verify ang katumpakan: muling ilubog sa ice bath
Ilagay ang natapos na thermometer muli sa ice-water bath at kumpirmahin na ang merkuryo ay eksaktong tumutugma sa 0°C mark.
I-verify ang katumpakan: muling ilubog sa singaw
I-verify ang katumpakan: muling ilubog sa singaw
Ibalik ang thermometer sa haligi ng singaw sa ibabaw ng kumukulo na tubig. Kumpirmahin na ang merkuryo ay tumutugma sa 100°C mark. Ang pamamaraan ni Celsius ay nakakamit ng katumpakan na humigit-kumulang ±0.1°C.
I-mount ang tubo sa backing scale
I-mount ang tubo sa backing scale
I-attach ang nagraduwadong tubo sa isang kahoy, tanso, o garing na backing strip gamit ang wire ties o semento. I-engrave o i-print ang numerical scale sa backing.
Unawain kung bakit baliktad ang orihinal na sukat ni Celsius
Unawain kung bakit baliktad ang orihinal na sukat ni Celsius
Itinalaga ni Celsius ang 0° para sa pagkulo at 100° para sa pagyeyelo — kabaligtaran ng modernong kombensiyon. Ang kanyang dahilan ay pinagtatalunan: isang teorya ay nais niyang maiwasan ang mga negatibong numero sa malamig na temperatura ng taglamig sa Sweden (ang Uppsala ay regular na umaabot sa −20 hanggang −30°C). Ang sukat ay binaligtad sa modernong anyo pagkatapos ng kamatayan ni Celsius noong 1744. Noong 1948, opisyal na pinalitan ng 9th General Conference on Weights and Measures ang pangalang 'centigrade' ng 'Celsius'.
Materials
3- Placeholder
- 1 kgPlaceholder
Tools Required
8- Placeholder
- Placeholder
- Placeholder
- Placeholder
- Placeholder
- Placeholder
- Placeholder
- Placeholder
CC0 Public Domain
This blueprint is released under CC0. You are free to copy, modify, distribute, and use this work for any purpose, without asking permission.
Support the Maker by purchasing products through their Blueprint where they earn a Maker Commission set by Vendors, or create a new iteration of this Blueprint and include it as a connection in your own Blueprint to share revenue.