2 รู้จักอุณหภูมิเบื้องต้น

อุณหภูมิ (Temperature) หมายถึง ปริมาณของระดับความร้อน หรือความเย็นใด ๆ สามารถวัดระดับอุณหภูมิได้จาก เครื่องมือวัดที่เรียกว่า เทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer)

รูปตัวอย่างเทอร์โมมิเตอร์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      ในการวัดอุณหภูมิในสมัยแรก ๆ นั้นทำได้ยาก เพราะว่ายังไม่มีมาตรฐานในการกำหนดสเกลอุณหภูมิ ให้เป็นที่แน่นอน การตั้งระดับสเกลอุณหภูมิในยุคแรกนั้นผู้ทดลองจะเป็นผู้ตั้งเอง ค่าที่ได้จึงไม่เหมือนกับผู้ทดลองคนอื่น และเป็นที่เข้าใจยาก เมื่อทดลองทำซ้ำหลาย ๆ ครั้งความคลาดเคลื่อนจึงมีมาก

      ในเวลาต่อมาได้มีการกำหนดการวัดอุณหภูมิให้เป็นสเกลมาตรฐาน โดยมีการกำหนดให้จุด ๆ หนึ่งเป็นจุดเริ่มนับอุณหภูมิ เป็น “จุดที่แน่นอน” จุดนี้จะเปลี่ยนไปตามชนิดของสสาร

      จุดคงที่ (Fixed point) จุดนี้เป็นอุณหภูมิเฉพาะของแต่ละสสาร เป็น “จุดร่วม 3 จุด” ที่นำมาใช้ในวิชาเทอร์โมไดนามิกส์สมัยใหม่ ในน้ำจุดร่วม 3 จุดจะอยู่ที่ 273.16 K (0°C) คือจุดเยือกแข็งของน้ำ

กราฟจุดร่วม 3 จุดของน้ำ

      จุดร่วม 3 จุด (Triple point) หมายถึงสภาวะเฟสสมดุลที่กล่าวถึงในวิชาเทอร์ไดนามิกส์ ณ จุดนี้สถานะทั้งสามจะร่วมจุดเดียวกัน คือ สถานะของแข็ง ของเหลว และไอ ของสสาร ในจุดนี้ไม่มีการเปลี่ยนสถานะ มีความดัน และอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง

รูปเอนเดอร์ส เซลเซียส 

      นายเอนเดอร์ส เซลเซียส (Anders Celsius) (พ.ศ. 2244-2287) เป็นนักดาราศาสตร์ และนักประดิษฐ์ ชาวสวีเดน เป็นคนคิดค้นหน่วยอุณหภูมิองศาเซลเซียส (Degree Celsius: °C) โดยตั้งให้น้ำเป็นมาตรฐานในการกำหนดสเกลอุณหภูมิ กำหนดให้จุดเยือกแข็งของน้ำ เท่ากับ 0°C (ถ้าในทางเทอร์โมไดนามิกส์ คือจุดร่วม 3 จุด) จุดเดือดของน้ำ เท่ากับ 100°C

รูปการ์เบรียล ฟาห์เรนไฮท์

      นายการ์เบรียล ฟาห์เรนไฮท์ (Gabriel Fahrenheit) (พ.ศ. 2229-2279) เป็นนักฟิสิกส์ ชาวเยอรมัน เป็นคนคิดค้นหน่วยอุณหภูมิองศาฟาห์เรนไฮท์ (Degree Fahrenheit: °F) โดยกำหนดให้จุดเยือกแข็งของน้ำ อยู่ที่ 32°F และจุดเดือดของน้ำ 212°F

รูปวิลเลี่ยม จอห์น แม็คเควน แรงคิน

      วิลเลี่ยม จอห์น แม็คเควน แรงคิน (William John MacQuorn Rankine) (พ.ศ. 2363-2415) เป็นนักฟิสิกส์ ชาวสก็อตแลนด์ เป็นคนคิดค้นหน่วยอุณหภูมิองศาแรงคิน (Degrees Rankine: °R) เป็นหน่วยอุณหภูมิองศาสัมบูรณ์ที่จะนำไปเทียบกับอุณหภูมิองศาฟาห์เรนไฮท์ โดยจุด 0°R อยู่ที่ 459.67°F จุดเยือกแข็งของน้ำ เท่ากับ 491.67°R

รูปวิลเลียม ทอมสัน เคลวิน

      วิลเลียม ทอมสัน เคลวิน (William Thomson Kelvin) (พ.ศ. 2367-2450) เป็นนักฟิสิกส์ ชาวอังกฤษ เป็นผู้คิดค้นหน่วยอุณหภูมิเคลวิน (Kelvin: K (ไม่มีเครื่องหมายองศา)) เป็นหน่วยอุณหภูมิที่ใช้ในการศึกษาในวิชาเทอร์โมไดนามิกส์ โดยกำหนดให้ศูนย์องศาสัมบูรณ์ (0K) เป็นจุดเริ่มต้น โดยไม่ได้เทียบกับสสารใด ๆ อุณหภูมิของห้องปกติจะอยู่ที่ 300K

รูปสเกลอุณหภูมิ

ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบอุณหภูมิในหน่วยต่าง ๆ ใช้น้ำเป็นสสารมาตรฐาน

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ไม่มีสิ่งใดจะหอมหวานเท่ากับความฝันในวัยเยาว์

There is nothing so Sweet as Love's Young Dreams.”