Herkes sıcaklığın santigrat derece ile ölçüldüğünü bilmektedir. Fiziğe aşina olanlar bu miktarın uluslararası biriminin kelvin olduğunu da bilirler. Sıcaklık kavramının tarihsel gelişimi ve belirlenmesi için ilgili araçlar, şu anda atalarımızdan başka metrik sistemleri kullanmamıza yol açmıştır. Makale şu soruları ele almaktadır; Réaumur derecesi nedir, ne zaman kullanıldı ve sıcaklığı ölçmek için genel kabul görmüş ölçeklerle nasıl bir ilişkisi vardır.
Rene Antoine Réaumur
Çevredeki cisimlerin sıcaklığını belirlemek için Réaumur ölçeğini düşünmeden önce, yaratıcısının kişiliğini düşünelim.
Rene Réaumur, 28 Şubat 1683’te Fransız şehri La Rochelle’de doğmuştur. Erken çocukluktan itibaren çevredeki dünyanın bilimsel araştırmalarına sevgi göstermeye başlamıştır. René fizik, matematik, astronomi, hukuk, felsefe, biyoloji, metalurji, diller ve daha birçok disiplinle ilgilenmiştir.
25 yaşında Fransız Bilimler Akademisi’ne üye olur ve hemen ulusal ölçekte ciddi bilimsel projelerin uygulanmasıyla görevlendirilmiştir. Réaumur, Bilimler Akademisi üyesi olarak 50 yıl boyunca her yıl bir bilimsel eser yayınlamıştır. Böceklerin incelenmesi ve metallerin özelliklerinin incelenmesi konusundaki çalışmalarının çoğu, İngilizce ve Almanca’ya çevrilmiştir. Çağdaşları ona XVIII yüzyılın Plinius’unu çağırmıştır.
Bilim adamı, at gezintilerinden birinde attan düşmesi sonucu 74 yaşında ölmüştür. Ancak kendisinden sonra Reaumur, 138 klasör kaplayan bilimsel el yazmaları bırakmıştır.
Yeni bir sıcaklık ölçeğinin keşfi
XVIII yüzyılın başında, dünyadaki cisimlerin sıcaklığını ölçmek için genel kabul görmüş bir ölçek yoktu. 1731’de termodinamik deneyler sonucunda Rene Reaumur, soyadını taşımaya başlayan bir sıcaklık ölçeğinin kullanılmasını önermiştir. Bu ölçek, başta Fransa, Almanya ve Rusya olmak üzere Avrupa’nın önde gelen ülkelerinde 100 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır. Sonunda, günümüzde hala yaygın olarak kullanılan Celsius ölçeğinin yerini de almıştır.
Réaumur’un kendi ölçeğini Celsius’tan 11 yıl önce kullanmayı önerdiğini belirtmek ilginçtir.
Réaumur ölçeğinin icadına yol açan deneyler
Bilim insanına yeni bir ölçek icat etmesi için ilham veren deneyler çok basittir. Bunlar aşağıdaki şu şekildedir; Réaumur, insanlar için hayati bir sıvının, suyun, yani buz oluşumuyla ne zaman kristalleşmeye başladığını ve ne zaman kristalleşmeye başladığını belirlemek için, kümelenme durumları arasındaki geçiş sıcaklığını ölçme hedefini belirlemiştir. Onu kaynatmış ve buhara dönüştürmüştür. Bu amaçla bilim adamı, kendi tasarladığı bir alkol termometresi kullanmaya karar vermiştir.
Réaumur termometresi, yaklaşık 1.5 metre yüksekliğinde, tabanda yaklaşık 10 cm çapında bir kaba genişleyen bir cam tüpü olarak çıkmıştır. Bir etil alkol ve su karışımı ile doldurulmuş ve her iki ucu da kapatılmıştır. Çalışma sıvısı olarak da, alkol karışımı seçilmiştir. Çünkü bu alkollü madde sudan 4 kat daha yüksek bir termal genleşme katsayısına sahiptir. İkinci gerçek, alkol sütununun seviyesinin sıcaklık değişimlerine çok duyarlı olduğu anlamına gelmektedir. Bu nedenle söz konusu miktarı doğru bir şekilde ölçmek için kullanılabilmektedir.
Tabanı eriyen buza indirildiğinde termometredeki alkol kolonunun seviyesini 0 dereceye koyan Réaumur, cihazı kaynar suya koyarak bu değeri ölçtü. Bilim adamı, alkol sütununun ilk yüksekliği 1000 birim ise, nihai değerinin 1080 birim olduğunu fark etti. 80 sayısı, bir termometredeki bir sütunun sıcak ve soğuk seviyeleri arasındaki fark olarak, Réaumur sıcaklık ölçeğinin tabanına koydu.
Sekizlik skala
Belirtildiği gibi, Réaumur ölçeğinde (°R) 0 derece, buzun erime sıcaklığına ve 80 °R, suyun kaynama noktasına karşılık gelmektedir. Bu nedenle, Fransız bilim adamı tarafından önerilen ölçeğin seksen ondalık olduğu anlamına gelmektedir. Bu da onu 100 sayısına dayanan Celsius veya Kelvin ölçeklerinden ayırmaktadır. İkinci gerçek açıkçası, bu ölçeklerin kademeli olarak değiştirilmesine yol açmıştır. Sayı sistemimiz ondalıktır. Bu nedenle 10, 100 vb. sıradaki sayıları kullanmak ara değerlerden çok daha uygundur.
Celsius ve Kelvin ölçekleriyle ilişkisi
Yukarıda bahsedildiği gibi, Réaumur sıcaklığı artık hemen hemen hiçbir yerde kullanılmamaktadır. Ancak bazen şeker şurubu pişirirken ve karamel üretiminde kullanılmaktadır. Bu nedenle Reaumur derecelerini Celsius ve Kelvin’e çevirme formülleri verilmelidir. Bu formüller aşağıdaki gibidir;
- C = 1,2 R;
- K = 1,2 R + 273,15.
Sunulan ifadelerde R, C, K sırasıyla Réaumur, Celsius ve Kelvin dereceleridir. İlk formülün doğruluğunu kontrol etmek oldukça basittir. İçine suyun kaynadığı 80 ° R değerini koyarız. Sonra şunu elde ederiz: C \u003d 1.2 80 \u003d 100 ° C. Bu sıvının bize tanıdık ölçekte normal koşullar altında kaynama noktasına tam olarak karşılık gelmektedir. Ayrıca Celsius ve Kelvin derecelerini Réaumur’a çevirmek için ters formüller kullanılmaktadır. Bunlar;
- R = 0.8*C;
- R \u003d 0.8 * K – 218.52.
Réaumur ölçeğindeki sıfır derecenin, Santigrat cinsinden bu sıcaklık değeriyle çakıştığını unutmamak gerekmektedir.
Sorun çözümü örneği
Bir önceki paragraftaki formüllerden de anlaşılacağı gibi, farklı sıcaklık ölçüm skalaları arasındaki dönüşüm oldukça basittir. Basit bir sorunu çözelim. “Karamel üretiminde, tatlıların hazırlanması sırasında 123 ° R değerini gösteren Reaumur derecelerine kalibre edilmiş bir termometre kullanılmıştır. Termometre kalibre edilseydi kaç derece gösterirdi? Celsius ölçeği ne olmalıdır?”
Réaumur derecesini Celsius’a dönüştürmek için formülü kullanıyoruz ve şunu elde ediyoruz: C \u003d 1.2 123 \u003d 153.75 ° C. Çözümün eksiksiz olması için bu dereceleri Kelvin değerine de çeviriyoruz. Çevirim sonrası ise, şunu elde ediyoruz: K \u003d 1.2 123 + 273.15 \u003d 426.9 °K.
