Wat weet jy van temperatuur?

WAT kan jou meer laat ontspan as ’n warm stort of bad op ’n koue dag? Maar as die water te warm of te koud is, kan dit onaangenaam wees en jou so min tyd moontlik daar laat deurbring. Wat maak van ’n stort of ’n bad ’n aangename ervaring pleks van ’n skok? Dit is natuurlik die temperatuur van die water.

Die temperatuur van die lug daar buite is ook iets waarin ons elke dag belangstel. As ons weet wat die temperatuur is, help dit ons om te besluit wat om aan te trek en hoe om ons dag te beplan. Aangesien dit so nuttig is om te weet wat die temperatuur is, word die temperatuur en tyd dikwels op openbare geboue vertoon.

Na gelang van waar jy woon, kan die syfer wat vertoon word nietemin heeltemal verskillende toestande weerspieël. Waarom sal ’n lesing van 40 grade in die Verenigde State jou byvoorbeeld ’n jas laat aantrek, terwyl ’n lesing van 40 grade in Europa jou weer so lig moontlik laat aantrek?

Temperatuurskale

Die antwoord is doodeenvoudig dat oral waar die Fahrenheit-skaal in gebruik is, soos in die Verenigde State, is 40 grade koud, nie veel hoër as die vriespunt van water nie. Maar in Europa waar die Celsius-skaal algemeen gebruik word, dui 40 grade op ’n temperatuur wat skroeiend warm is. In hierdie artikel sal ons slegs hierdie twee skale bespreek wat deur die algemene publiek gebruik word. Waar kom die Fahrenheit- en Celsius-temperatuurskale vandaan?

In 1714 het Gabriel Daniel Fahrenheit, ’n Duitse fisikus, ’n kwiktermometer gebruik om ’n temperatuurskaal op te stel. Hy het drie vaste punte bepaal. Hy wou hê dat die nulpunt op sy skaal so laag moontlik moes wees. Daarom het hy ys, water en ’n soort sout gemeng, wat die temperatuur van die mengsel laat daal het tot die laagste punt wat destyds verkry kon word. Hy het daardie temperatuur 0 grade op sy skaal gemaak. Daarna het Fahrenheit die temperatuur van ’n gesonde menseliggaam as die boonste punt op sy skaal gekies. Hierdie temperatuur het hy ’n waarde van 96 grade gegee. (Daar is egter sedertdien vasgestel dat die liggaamstemperatuur van ’n gesonde mens sowat 2 1/2 grade hoër is as dit wat hy willekeurig bepaal het.) Om ’n derde vaste punt te kry, het hy die vriespunt van water gemeet en gevind dat dit 32 grade is. Later is die skaal op die kookpunt van water toegepas. Die temperatuur was 212 grade op seevlak, wat Fahrenheit later as die boonste punt van sy nuwe skaal geneem het.

’n Tydgenoot van Gabriel Fahrenheit was Anders Celsius, ’n Sweedse sterrekundige, wat van 1701 tot 1744 geleef het. In 1742 het Celsius ’n temperatuurskaal opgestel wat ook na die uitvinder vernoem is. Die skaal is gebaseer op twee vaste punte: 0 grade is die vriespunt van water, en 100 grade is die kookpunt van water op seevlak. Aangesien Celsius sy termometer in 100 gelyke dele verdeel het, staan dit ook bekend as die honderdgradige temperatuurskaal. Die Celsius-skaal word oral gebruik waar metrieke eenhede aanvaar is.

Omdat beide die Fahrenheit- en die Celsius-skaal vandag algemeen gebruik word, is dit dikwels nodig om die een na die ander om te reken. Hoe word dit gedoen? Wel, let op dat die verskil tussen die kook- en die vriespunt van water volgens die Fahrenheit-skaal 180 grade is (212 grade minus 32 grade). Maar volgens die Celsius-skaal is dit 100 grade. Die verhouding tussen die twee skale is dus 180/100, of 9/5.

Om van Fahrenheit na Celsius om te skakel, moet jy dus eers 32 van die Fahrenheit-temperatuur aftrek. Vermenigvuldig dan die verskil met 5/9. Byvoorbeeld: gestel die Fahrenheit-temperatuur is ’n snikhete 104 grade. Om die Celsius-temperatuur te bereken, moet jy 32 van 104 aftrek, wat jou 72 gee. Vermenigvuldig dan 72 met 5/9. Die antwoord is 40, wat die Celsius-temperatuur is. En 40 grade Celsius is inderdaad skroeiend warm!

As jy daarteenoor van Celsius na Fahrenheit omreken, moet jy die grade Celsius met 9/5 vermenigvuldig en dan 32 bytel. Gestel byvoorbeeld die temperatuur is 20 grade Celsius. Wat verteenwoordig dit op die Fahrenheit-skaal? As jy 20 met 9/5 vermenigvuldig, kry jy 36. Tel nou 32 by 36 dan het jy ’n Fahrenheit-temperatuur van 68 grade.

Wat is temperatuur?

Temperatuur is ’n maatstaf om warmte en koue te meet. Maar wat maak ’n stof warm of koud? As jy die molekulêre en atoomstruktuur van stowwe wat verhit word, kon bekyk, sou jy verskillende veranderinge sien plaasvind. Dink aan ’n pan met water op die warmplaat van ’n stoof.

Die watermolekules beweeg al hoe vinniger en vinniger. Spoedig kook die water. Dit gebeur wanneer die watermolekules so vinnig beweeg dat hulle mekaar wegstamp en nie langer in ’n vloeibare vorm saamgebind bly nie. Die water begin in werklikheid in ’n gas verander, wat ons as stoom waarneem.

Gasborreltjies vorm eerstens op die bodem van die pan, aangesien die temperatuur daar op sy hoogste is. Al is daar gedurende hierdie oorgang van water na stoom ’n voortdurende toevoer van warmte, verander die temperatuur nie. Dit is omdat energie verbruik word om die molekules van die vloeibare toestand te bevry en in ’n gas te verander. Die toegevoegde warmte voorsien daardie energie. Pleks van die water warmer te maak, veroorsaak dit eenvoudig dat meer watermolekules in gas verander.

Namate die temperatuur toeneem, beweeg die watermolekules in die gastoestand al hoe vinniger, met ’n gepaardgaande toename in trilling en verskuiwing van posisie. As die stoom se temperatuur buitengewoon verhoog word, byvoorbeeld met tien- of honderdmiljoene grade, sal selfs die elektrone van die atome afgestroop word. By sulke hoë temperature bots die nuklei, die piepklein kerne in die middel van die atome, so hard teen mekaar dat kernreaksies kan plaasvind. Trouens, dit is die beginsel agter kernversmelting om krag op te wek.

Temperatuurgrense

Sover dit bekend is, het temperatuur nie ’n boonste perk nie. Daarteenoor wil dit voorkom asof dit tog ’n onderste perk het. Die absolute nulpunt is op -459,67 grade Fahrenheit, of -273,15 grade Celsius, vasgestel. Dit is die punt waar die molekules en atome van ’n stof die mins moontlike energie het.

Na raming het die planeet Pluto ’n oppervlaktemperatuur van ongeveer -350 grade Fahrenheit, of -210 grade Celsius. In 1965 het sterrekundiges uitgevind dat die swartheid van die buitenste ruimte ’n temperatuur van ongeveer -455 grade Fahrenheit, of -270 grade Celsius, het, wat net 3 grade bo die absolute nulpunt op die Celsius-skaal is. Aan die ander uiterste word gemeen dat die kern van die son ongeveer 15 miljoen grade Celsius is. Maar sterre wat groter as die son is—en daar is sterre wat duisende kere so groot is—het waarskynlik baie hoër temperature.

Wat van temperatuurgrense hier op aarde? Hulle wissel binne betreklik beperkte grense. Op 21 Julie 1983 is ’n temperatuur van -128,6 grade Fahrenheit, of -89,2 grade Celsius, in Antarktika gemeet. En ’n rekordtemperatuur van 136 grade Fahrenheit, of 58 grade Celsius, is op 13 September 1922 by El Azizia, Tripolitania, in Noord-Afrika gemeet. Maar die meeste mense het nog nie temperature beleef wat eers naby hierdie uiterstes kom nie. Ons kan dankbaar wees teenoor ons Skepper, Jehovah God, dat die temperatuurgrense op aarde binne betreklik beperkte grense bly. As gevolg hiervan kan ons die lewe hier op aarde geniet.

[Diagram op bladsy 13]

Fahrenheit Celsius

98,6 37 Normale liggaamstemperatuur

32 0 Water vries

-460 -273 Absolute nulpunt