História do Termômetro – Lorde Kelvin inventou a Escala Kelvin em 1848

Lorde Kelvin inventou a Kelvin Scale em 1848, usada em termômetros. A escala de Kelvin mede os extremos finais de quente e frio. Kelvin desenvolveu a ideia de temperatura absoluta, que é chamada de ” Segunda Lei da Termodinâmica “, e desenvolveu a teoria dinâmica do calor.

No século 19, os cientistas estavam pesquisando qual era a temperatura mais baixa possível. A escala de Kelvin usa as mesmas unidades que a escala de Celcius, mas começa em ABSOLUTE ZERO, a temperatura na qual tudo, inclusive o ar, congela. O zero absoluto é OK, o que é – 273 ° C graus Celsius.

Lorde Kelvin – Biografia

Sir William Thomson, Barão Kelvin de Largs, Lorde Kelvin da Escócia (1824 – 1907) estudou na Universidade de Cambridge, foi um remador campeão e mais tarde tornou-se professor de Filosofia Natural na Universidade de Glasgow.

Entre as suas outras realizações foi a descoberta de 1852 do “Efeito Joule-Thomson” de gases e seu trabalho no primeiro cabo telegráfico transatlântico (pelo qual ele foi condecorado), e sua invenção do galvanômetro espelho usado na sinalização de cabo, o registrador de sifão , o preditor mecânico de marés, uma bússola de navio melhorada.

Extratos de: Philosophical Magazine October 1848 Cambridge University Press, 1882

… A propriedade característica da escala que agora proponho é que todos os graus têm o mesmo valor; isto é, que uma unidade de calor descendente de um corpo A à temperatura T ° desta escala, a um corpo B à temperatura (T-1) °, daria o mesmo efeito mecânico, qualquer que fosse o número T.

Isso pode ser justamente chamado de escala absoluta, uma vez que sua característica é bastante independente das propriedades físicas de qualquer substância específica.

Para comparar essa escala com a do termômetro de ar, os valores (de acordo com o princípio de estimativa declarado acima) dos graus do termômetro de ar devem ser conhecidos.

Agora uma expressão, obtida por Carnot a partir da consideração de seu motor a vapor ideal, nos permite calcular esses valores quando o calor latente de um determinado volume e a pressão de vapor saturado em qualquer temperatura são determinados experimentalmente.

A determinação desses elementos é o principal objeto da grande obra de Regnault, já referida, mas, no momento, suas pesquisas não são completas.

Na primeira parte, que por si só ainda foi publicada, foram verificados os calores latentes de um dado peso e as pressões de vapor saturado a todas as temperaturas entre 0o e 230 ° (Cent.

Do termómetro de ar); mas seria necessário, além de conhecer as densidades de vapor saturado a diferentes temperaturas, para nos permitir determinar o calor latente de um dado volume a qualquer temperatura.

Regnault anuncia sua intenção de instituir pesquisas para este objeto; mas até que os resultados sejam conhecidos, não temos como completar 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 ordinários, a densidade de vapor saturado é realmente encontrada por Regnault (Études Hydrométriques nos Annales de Chimie) para verificar muito de perto essas leis; e temos razões para acreditar, a partir de experimentos feitos por Gay-Lussac e outros, que até a temperatura de 100º não pode haver desvio considerável; mas nossa estimativa da densidade de vapor saturado, baseada nessas leis, pode ser muito errônea a altas temperaturas 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,

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 realizado pelo Sr.

William Steele, recentemente do Glasgow College. agora do St. Peter’s College, em Cambridge. Seus resultados em formas tabuladas foram colocados diante da 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 através dos 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 quilo levantado um metro de altura.

Na segunda tabela, as temperaturas de acordo com a escala proposta, que correspondem aos diferentes graus do termômetro de ar de 0 ° a 230 °, são exibidas. Os pontos arbitrários que coincidem nas duas escalas são 0 ° e 100 °.

Se juntarmos os primeiros cem números dados na primeira tabela, encontramos 135,7 para a quantidade de trabalho devido a uma unidade de calor que desce de um corpo A a 100 ° para B a 0 °.

Agora 79 dessas unidades de calor, de acordo com o dr. Black (seu resultado sendo ligeiramente corrigido por Regnault), derretem um quilo de gelo.

Portanto, se o calor necessário para derreter um quilo de gelo for agora tomado como unidade, e se um metro-libra for tomado como unidade de efeito mecânico, a quantidade de trabalho a ser obtida pela descida de uma unidade de calor a partir de 100 ° para 0 ° é 79×135.7, ou 10.700 quase.

Este é o mesmo que 35.100 libras-pé, que é um pouco mais do que o trabalho de um motor de um cavalo-força (33.000 libras-pé) em um minuto; e consequentemente, se tivéssemos um motor a vapor funcionando com economia perfeita a uma potência de um cavalo, a caldeira estando à temperatura de 100 °.






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