Definice teploty ve vědě

Teplota je objektivní měření toho, jak horký nebo studený předmět je. Lze jej měřit pomocí teploměru nebo kalorimetru. Je to prostředek k určení vnitřní energie obsažené v daném systému.

Protože lidé snadno vnímají množství tepla a chladu v oblasti, je pochopitelné, že teplota je rysem reality, na které máme poměrně intuitivní pochopení. Uvažujme, že mnozí z nás mají naši první interakci s teploměrem v souvislosti s medicínou, když lékař (nebo náš rodič) používá jednu k rozpoznání naší teploty, jako součást diagnostiky nemoci. Ve skutečnosti je teplota kritickým konceptem v celé řadě vědeckých oborů, nejen v medicíně.

Teplota se liší od teploty teplo, ačkoli tyto dva pojmy jsou propojeny. Teplota je míra vnitřní energie systému, zatímco teplo je měřítkem přenosu energie z jednoho systému (nebo těla) do druhého, nebo jak jsou teploty v jednom systému zvýšeny nebo sníženy interakcí s další. To je zhruba popsáno v kinetická teorie, alespoň pro plyny a kapaliny. Kinetická teorie vysvětluje, že čím větší množství tepla je absorbováno do materiálu, tím více rychle se atomy v tomto materiálu začnou pohybovat a čím rychleji se atomy pohybují, tím vyšší je teplota zvyšuje. Jakmile atomy začnou zpomalovat jejich pohyb, materiál se ochladí. Věci se samozřejmě pro pevné látky trochu komplikují, ale to je základní myšlenka.

Existuje několik teplotních stupnic. Ve Spojených státech, Fahrenheit teplota je nejvíce obyčejně používaná, ačkoli mezinárodní systém jednotek (Jednotka SI) Celzia (nebo Celsius) se používá ve většině zbytku světa. Kelvinova stupnice je často používán ve fyzice a je upraven tak, aby 0 stupňů Kelvina bylo rovno absolutní nula, což je teoreticky nejchladnější možná teplota a v tomto okamžiku veškerý kinetický pohyb ustane.

Tradiční teploměr měří teplotu tím, že obsahuje tekutinu, která se rozšiřuje známou rychlostí, protože se zahřeje a smršťuje se, když se ochladí. Jak se teplota mění, kapalina uvnitř uzavřené trubice se pohybuje podél stupnice na zařízení. Stejně jako u většiny moderní vědy se i my můžeme ohlížet zpět k starým lidem o počátcích myšlenek, jak měřit teplotu zpět k starým.

V prvním století CE, řecký filozof a matematik Hrdina (nebo Heron) Alexandrie (10–70) CE) napsal ve své práci "Pneumatika" o vztahu mezi teplotou a expanzí vzduch. Po Gutenberg Press byla vynalezena, Hrdina kniha byla vydána v Evropě v roce 1575, její širší dostupnost inspirovala vytvoření nejčasnějších teploměrů v průběhu následujícího století.

Italský astronom Galileo (1564–1642) byl jedním z prvních zaznamenaných vědců, kteří skutečně používali zařízení, které měřilo teplota, ačkoli to není jasné zda on vlastně postavil to sám nebo získal nápad od někoho jiný. Pro měření množství tepla a chladu použil zařízení zvané termoskop, alespoň jako již v roce 1603.

V průběhu 16. století se různí vědci snažili vytvořit teploměry, které měří teplotu změnou tlaku v uzavřeném měřicím zařízení. Anglický lékař Robert Fludd (1574–1637) postavil v roce 1638 termoskop, který měl teplotní stupnici zabudovanou do fyzické struktury zařízení, což vedlo k prvnímu teploměru.

Bez centralizovaného systému měření si každý z těchto vědců vyvinul vlastní měřící stupnice a žádný z nich se doopravdy nezachytil, dokud nizozemsko-německo-polský fyzik a vynálezce Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) postavil jeho počátkem 17. století. V roce 1709 postavil teploměr s alkoholem, ale zlatým standardem měření teploty se stal jeho rtuťový teploměr z roku 1714.

Editoval Anne Marie Helmenstine, Ph. D.