1 Kは、水の三重点。少なくとも、それは私の本で定義されている方法です。しかし、水の三重点はどのスケールで測定されていますか？
摂氏？華氏？
コメント
- 問題ではありません'。それが'その定義のポイントです。
- 任意のスケールを使用できます。これは単なるダミーの参照になります。この質問への回答として著者がおそらく意図したスケールは、ケルビンスケールです。上記の定義がtautologousとして読み取られるのは、著者が定義をひどく表現したためです。彼らがおそらく言ったことは、水がその三重点にある温度がケルビンスケールで273.16 Kと定義されているということでした。 （そして、273.15Kではなく273.16Kである必要があります。）
- 摂氏または華氏にすることはできません。どちらも絶対零度から開始しないためです。
- @SimonB：ええと、…、そうではありません（デルタ温度は温度ではありません）。しかし、'その観点を採用する場合は、ランキンを宣伝する必要があります。
- @Zorawar実際、これは優れた質問です。 2つの温度$ T_1 $と$ T_2 $を比較して温度$ T_ {mean} = \ frac {T_1 + T_2} {2} $を見つける実験をどのように設定するかは言わないでください。または逆に、$ T_1 $と$ T_2 $の2つのシステムがある場合、結合されたシステムの温度はどのくらいですか？ $ \ frac {T_1 + T_2} {2} $？または$ \ root {T_1 \ cdotT_2} $？ 2つのシステムが同じ量の同じ物質であっても、これら2つの温度のどちらも発生する必要はありません。熱力学の講義を行ったときに同じ質問をしたことを覚えています。
回答
この質問に答えるには物理学のより身近な分野から例を挙げて、温度について議論するのに役立つかもしれません。
長い間、キログラム（SI質量の単位）は、パリの金庫室。その場合、グラムはそのオブジェクトの質量の1000分の1として定義できます。ここで質問すると、選択したオブジェクトの質量を表すためにどの単位が使用されていますか？そうすれば、採用したいユニットの規模に比例していれば問題ありません。したがって、誰かが特別なオブジェクトの質量をポンド（2.2ポンドなど）で教えてくれたとしても、1グラムはその1000分の1であることがわかります。
温度によっても同様になります。水、水蒸気、氷はすべて相互に平衡状態にあります。その状態は、物質が純粋で、粉砕されすぎない限り、体積などの他の詳細に依存しない温度になります。そのため、その状態には特定の温度があります。 "三重点単位"（私が発明したばかりの温度尺度）で1単位の温度があります。ケルビンがその温度の特定の割合であると言うとき、必要に応じて、表示が絶対温度に比例する温度計は、三重点で水と平衡状態になったときに273.16を記録するように校正する必要があると言っています。ケルビンで読み取る温度計。たとえば、温度計が定容理想気体に基づいている場合、気体の圧力から指示温度への変換係数を、指示温度が三重点で273.16になるようにする数値にする必要があります。そうすれば、ガス温度計がケルビンで測定値を示していることがわかり、他の単位を知る必要はありません。 （このような温度計は広範囲の温度で非常に正確ですが、数ケルビン未満の温度では使用できません。低温領域に到達するには、他のタイプの温度計が必要です。原則として、すべて校正できます。範囲が重複する場所に同意します。）
（コメントで示され、テキストで修正された詳細については、Pieterに感謝しますが、コメントが残ることを願っています。）
コメント
- 三重点は0.01℃なので、273.16になります。
- @Pieterありがとうございます！化学組成などの詳細もわかりませんでした。この精度があると便利です。
回答
これは古い定義でした。
5月以降、ケルビンはボルツマン定数の値を固定することによって定義されます： https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?k
これは、273.16 Kでの特定の種類の水の三重点（ VSMOW ）と一致しています。
これも歴史的には水の凍結と沸騰の間の温度差の1/100としての摂氏のサイズのさらに古い定義と一致しています。
絶対温度の異なるスケールは、華氏スケールの度のサイズに基づいています。これは、 $ 1 $ kelvin = $ 1.8 \ ^ \ circ $ Rのランキン度です。
編集：あなたの本は間違っていました。三重点は
コメント
- OK、その'は古い定義ですが、古い定義はOPが関心を持っているものです。この回答は、OPを明確にするのに役立ちません' '三重点の温度を測定するために使用された単位に関する誤解。
- OPは、彼の本が少し古くなっていることを知りたいと思うかもしれません。そして、もし私がこれをコメントとして書いていたら、誰かが私が答えとしてそれを書くべきだったと不平を言っただろう。このサイトでは常にこれらの疲れる苦情があります。
- ここで私の答えを確認してください： hsm.stackexchange.com/questions/6794/ …
- 良い答えですが、OP 'の$ 273.15 $ではなく$ 273.16 $を持っている理由を説明することをお勧めします。 。
- @badjohn良い提案です。完了。
回答
日常の気温の経験からは明らかではないかもしれませんが、自然にゼロになりますスケールの選択に関係なく、ポイント。
温度は、物質を構成する粒子の内部運動に関連しています。すべての内部運動が停止すると、温度はゼロになります。
あなたはそれを水槽の中の染料の濃度のように考えることができます。ゼロの意味に曖昧さはありません。染料がないということは濃度がゼロであることを意味します。したがって、"と言うときの意味は、このタンクの染料の濃度は、そのタンクの濃度の半分です。 "は、濃度を指定するために使用する単位に依存しません。
自然なゼロを持つほとんどの量とは異なり、混乱が生じる可能性があります。ポイント（質量、運動エネルギーなど）の使い慣れた温度スケールにはオフセットがあるため、一般的に遭遇する温度は小さい数値で表示されます。
したがって、定義で使用されるスケールに関する質問への回答は次のとおりです。
回答
水の三重点は、正確に1つの圧力-温度で存在します。ポイント。
ガススケールによる温度の測定は、2つの異なる圧力でNRT = PVを見つけ、NRT = PV +kV²+ … <と仮定して、これを0に減らすことによって行われます。 / p>
したがって、三重点の1 / 273.16は、N = 0の場合に1ケルビンが暗黙のPV値の1 / 273.16であると言います。
つまり、「自然に発生するイベント」です。
昔は、度は0 =ある寒い点、1 =ある暑い点、そしてスケールをいくつかの度に分割するものとして定義されていました。
Rømerセット 0 =塩氷水凍結、1 =沸騰水、60度に分割
華氏は、Rømerの度を大きくしすぎる温度計を作成したため、彼はそれらを4分の1にし、より冷たい冷気を使用しました（基本的に冷凍は0°Fです）。レオミュール度のマルチポイントスケールが修正されたため、純水は32で凍結し、212で沸騰します。
摂氏スケールは、純水が0で凍結し、1で沸騰し、100度に分割されます。
レオミュール度は、氷点下で1000単位のアルコールが膨張し、蒸発するまで40上昇しますが、80は水の沸騰です。
コメント
- 歴史的な正確さのために、摂氏はそのスケールを試したことがなく、100で凍結し、0で沸騰しました。
- アントンスケールは最初の絶対スケールでした。それは2本の水銀柱を含み、そのうちの1本は閉じられており、その圧力は水の沸点で73インチ水銀柱を読み取るように設定されていました。大気圧が29インチだったとすると、パリの測定値では、違いはPV = NRTによるもので、LHSは73インチから29インチ未満の室内圧力まで下がることができます。
- すべての中でスケールのうち、華氏/摂氏（通常のコールドからホットまでの約0から100までの実行）の使用と絶対スケールの両方を満たすものはありません。代わりに、最良の解決策は、ケルビン（またはゴーレム）の1.5倍を使用することであるようです。これにより、水は410で凍結し、560で沸騰します（したがって、400〜500の範囲は-6.67Cから+46.67 Cで実行されます）。最も熱い水の温度はすることができます。料理用のガススケールは600+ 20GMで動作します。
- @ wendy.kriegerありがとうございます。あなたの答えから最も多くを学びました！
- しませんでした' R ø mer に温度スケールがあることを知りません。彼の名前が含まれているいくつかの場所に行ってきました。
回答
この質問を読んで、2つの単一点しかないことから完全なスケールを実際にどのように決定するかについて尋ねました。これは些細なことではありません。
歴史的に、人々は最初に温度計を作りました。たとえば、細いパイプを取り付けた一定の容量に液体を入れることです。次に、沸騰したお湯（100°C）とその凝固点（0°C）の読み取り値を取得して、これらの温度計を校正しました。その間に、彼らは単にリニアスケールを取り付けました。そして、そのスケールが50°Cと言ったものは何でも、それは50°Cと呼ばれていました。
これは驚くほどうまく機能しました。異なる温度の水を2杯持っていて、それらを混ぜ合わせると、上記で測定した温度の平均に非常に近い温度になります。これ自体は偶然であり、物質のほぼ一定の熱容量に依存します。ただし、熱容量を大幅に変化させる物質を使用する場合、実験的な平均温度は数学的な平均ではありません。
温度のより正確な定義は、でのみ説明されています。統計力学：ここで、温度は $$ T = \ frac {dE} {dS（E）} $$ として定義されます。ここで、 $ E $ はシステムのエネルギーであり、 $ S（E）$ はシステムのエントロピーです。エントロピーの定義の一部であるボルツマン定数