Кстати о температурах

[birdwatcher]

А кто-нибудь понимает определение шкалы Фаренгейта? Из википедии [1] ничего не понятно. Якобы, за ноль принята наименьшая температура, получающаяся в смеси NH₄Cl, соли и воды; за 32 градуса -- температура замерзания воды; и за 96 градусов -- температура под мышкой жены Фаренгейта [2].

Как можно построить линейную шкалу по трем точкам? Откуда взялось число 32? (в [2] объясняется: потому что делится на 12). Да никого не интересует.

Comments

[dmpogo.livejournal.com]

Откуда взялось число 32? (в [2] объясняется: потому что делится на 12). Да никого не интересует.

На 12 ?

Судя по Википедии - таки интересует. Заметьте, что линейки в США в империальной системе имеют фракционную разметку - отмечены бывают 1/16 1/8 1/4 1/2 1 дюйма, а на более тонких и 1/32 (на инструменте и 1/64). Кстати это очень удобно (мне уже удобнее метрической системе). Фаренгейт в конце концов откалибровал шкалу так чтобы она напоминала эту разметку - он сделал градусом 1/32 разницы температур замерзания воды и этой смеси.

96 тоже часто встречается в империальной системе, поскольку в футе 12 дюймов. Я сразу знаю что 96 дюймов - это 8 футовая доска, довольно стандартная нарезка.

[birdwatcher.livejournal.com]

О, 1/32 разности точек замерзания я могу понять. А температура жены, равная 96 (целое число, делящееся на двенадцать), значит, получилась совершенно случайно и приводится в качестве любопытного наблюдения?

[dmpogo.livejournal.com]

Насколько я понял из довольно невнаятных описаний, включая ссылку внизу с цитатами из самого Фаренгейта, у него был своего рода итеративный процесс подгонки, где он оперировал с тремя точками. В результате, когда все устаканилось с градусом в 1/32 между точками замерзания, температура жены оказалась не 96, а 97.8 (что сейчас как 36.6).

Надо отметить, что он не столько разрабатывал шкалу саму по себе, сколько производил популярные термометры, где эти три точки были нанесены на шкалы. Вполне вероятно сначала допускалась легкая нелинейность. В своей цитате он говорит о области где отмечен ноль как 'uncalibrated'

[dmpogo.livejournal.com]

+ мотивация его при разработке термометров была вполне разумна - он хотел чтобы шкала выглядела как привычные линейки, важные температуры были целочисленны, и деление (один градус) было достаточно мелким для точности.

[silina.livejournal.com]

Вроде температура жены была 100 (она болела тогда)... 96 было бы как-то странно...

[sashura.livejournal.com]

у него была 12-ричная система, так что ему как раз было понятней 96, чем 100 :))

[silina.livejournal.com]

Ну да, только температура 35.5 мне кажется немного низкой для температуры тела...

[dmpogo.livejournal.com]

Эта точка съехала в процессе дальнейшей подгонки шкалы до 97.8

[filin.livejournal.com]

Насколько помню, сначала точек было две: холодная - упомянутая смесь и теплая - упомянутая жена :-)
Интервал по привычке разделили на сто градусов.

[dmpogo.livejournal.com]

Никакой привычке к 100 тогда не было, Фаренгейт любил 96 :)
Чуть подробнее, хотя все еще с путаницей про три точки, здесь

http://www.sizes.com/units/temperature_Fahrenheit.htm

[zanuda.livejournal.com]

Там приводится оригинальный текст Фаренгейта с тремя точками. Вообще-то коэффициенты температурного расширения зависят от температуры, поэтому, возможно, первоначальная шкала была нелинейной (квадратичной?).

Фарегейта вроде удивляло, что вещества: алкоголь и ртуть разные, а результаты получаются одинаковые.

[dmpogo.livejournal.com]

Да, эту цитата наиболее интересна. Как и то что он в первую очередь был производителем реальных продаваемых термометров. Интересно что в цитате область возле нуля он называет 'неоткалиброаванной'. Так что некая нелинейность наверно допускалась на первых стадиях. Пока всю шкалу не откалибровали в градусах 1/32 между точками замерзания, после чего температура тела сдвинулась до 97.8

[nameless--one.livejournal.com]

Тут есть очень интересный связанный вопрос.

Каким образом оба (что Цельсий что Фаренгейт) "делили" промежуток между крайними точками на равные части? Если мы определяем температуру как меру средней кинетической энергии молекул - вопроса нет, но ведь эти учёные мужи оперировали какими-то другими концепциями. Если у нас есть что-то явно горячее и явно холодное - как мы найдём точную середину?

[dmpogo.livejournal.com]

Это очень правильный вопрос, и вообще что есть 'половина температуры' ?
Вопрос решался эксперементально. А именно исходной задачей было построить термометр (а не придумать шкалу). Бралось 'рабочее тело', например ртуть, которое расширялось при нагревании заметным образом. Строился термометр, выбирались объекты про которые были представления что они всегда при одной температуре. Например человеческое тело. Или вода в момент замерзания. Реальное наличие таких объектов в природе абсолютно фундаментально (а не просто - кто-то решил взять за ноль то-то и то-то). Термометр приводился в контакт с этими объектами и на шкале отмечалось где положение рабочего тела при соприкосновении с объектами. После этого решался вопрос о присвоении числовых значений этим отметкам, и разбиеннии шкалы для промежуточных положений рабочего тела.

[nameless--one.livejournal.com]

я думаю что так они и делали

Но при этом нужно явно объявлять что мы тут меряем тепловое расширение. Мысль о том что тепловое расширение связано с температурой именно линейно - вообще говоря совсем не очевидна.

[dmpogo.livejournal.com]

Поэтому это и были открытия классической экспериментальной физики 18-19 веков !. Как и законы расширения газов и т.д

На самом деле вы также абсолютно про 'другие концепции'. И другой тип мышления. Одно дело делать эксперименты когда нет никаких теорий для их объяснения, другое - когда подразумевается что есть фундаментальная теория в которой по крайней мере в принципе можно все посчитать. В наше время первый вопрос после эксперимента - а что 'должно быть'. А когда такой вопрос даже не задать ...

[birdwatcher.livejournal.com]

Я бы на их месте предположил, что подкрашенный спирт в градуснике температурно расширяется линейно в широком диапазоне, нанес две точки, а между ними нарисовал равномерные деления геометрически.

[keethraxx.livejournal.com]

По-моему тут нет никакого предположения о линейности -- определением понятия "температура" и будет "степень теплового расширения". А как еще?

[birdwatcher.livejournal.com]

Ну, если бы расширение происходило, например, скачком от нуля по градуснику сразу до ста по градуснику где-нибудь в районе приятной весенней погоды, то вся шкала оказалась бы нарисованной впустую.

[keethraxx.livejournal.com]

Тогда бы очевидно в качестве единицы меры было бы выбрано что-то еще -- но не из-за линейности а из-за неудобства. Если же нелинейность невелика то "реальность данная нам в ощущениях" прекрасно под нее подстраивается. расход бензина вот замечательно меряется одновременно и в милях на галлон и в литрах на 100 км. :)

Проблемы начинаются когда нелинейностью становится никак не пренебречь -- тогда появляются всякие люмены и децибелы...

[birdwatcher.livejournal.com]

По-моему, мы разными словами об одном и том же: неудобство в данном случае происходило бы исключительно из значительной нелинейности.

[dmpogo.livejournal.com]

Это верно. Температура сначала 'определяется' на одном рабочем теле, а потом выясняется что и другие материалы расширяются линейно по отношению к первому

про точку замерзания он не думал

[freedom_of_sea.livejournal.com]

только потом пришлось внести ее в шкалу как практически важную.

И я сомневаюсь, что он дюжинами мерял, тогда бы у жены было 144 градуса под мышкой.

Явно видно, что он хотел избежать отрицательных температур в своей шкале. Вероятно он не знал что в природе может быть холоднее чем в соленой воде.

Re: про точку замерзания он не думал

[(Anonymous)]

Поскольку он знал что эта соленая смесь замерзает. то он знал и про более низкие температуры. Наверняка было известно про зимы 'более холодные чем те когда уже смесь замерзает'

Просто эта соленая смесь использовалась повсеместно для охлаждения, (включая изготовление мороженного), похоже выполняя роль жидкого азота (или далее гелия) в тогдашних лабораториях.