温度は、物体を構成する分子の興奮の程度の尺度であり、その物体が熱いか冷たいかを示すのに役立ちます。温度が高いほど、分子の撹拌は大きくなり、物体はより熱くなります。一方、温度が低いほど分子の撹拌は小さくなり、体はより冷たくなります。
体温計は体の温度を測定できる機器であり、これらの装置によって測定された測定値は、特定の温度計で表示されます。現在使用されている温度スケールは、摂氏 (°C)、華氏 (°F)、およびケルビン (K) です。摂氏スケールはほとんどの国で使用され、華氏スケールは英語圏の国でより広く使用され、ケルビンスケールは特に科学界で使用されます。
温度変化
各温度計は、作成者が採用した独自のパラメータを使用して作成されているため、水の融点と沸点を表す値はそれぞれ異なります。
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それらは異なるレベルで構築されているため、同じ分子撹拌状態を各スケールの異なる値で表すことができます。 0 °C、32 °F、および 273 K の値は水の融点を表すことに注意してください。つまり、これらは同じ温度ですが、異なる温度スケールで表されます。異なるスケールで温度を決定するには、温度スケール間で温度値を変換する式があります。
例:温度が 35 °C の場合、°F で目盛り付けされた温度計によって示される値は何になりますか?
温度変化
たとえば、物体の温度が 15 °C から 35 °C に上昇したとき、20 °C の変化があったと言います。初期温度と最終温度が華氏またはケルビンスケールで書かれている場合、この物体が経験する温度変化はどのようなものになるでしょうか?
この種の問題の解決策は、さまざまな温度計による変動を比較する式にあります。
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この等式は、温度値をある単位から別の単位に変換するのではなく、各温度計のスケールで身体が受ける温度変化を決定します。上の式から、摂氏スケールとケルビンスケールで経験される変動は同じであることがわかります。これは、両方のスケールが摂氏である、つまり両方とも 100 の間隔があるために発生します。華氏スケールの場合、間隔は 180 (212 – 32 = 180) であるため、他の 2 つと比較すると常に異なる変化が生じます。
スケール間の変動方程式を使用すると、最初の質問に次のように答えることができます。
ケルビン スケールの変化は摂氏の変化に等しいため、20 K になります。ただし、華氏の値の場合に身体が経験する温度の変化は 36 °F になります。
大騒ぎするな！
温度計の演習問題を解く前に、温度計が経験する温度変化の変換や検証を求めているかどうかを必ず確認してください。変換とは、対応する値を見つけることです。一方、変動を見つけることは、同じスケール上の 2 つの値の間の「間隔」を決定することを意味します。
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