دمای یخ زدن آب یکی از معیارهای اولیه برای تعریف مقیاس دما بود. دو مقیاس دمای معروف، یعنی مقیاس سلسیوس (سانتیگراد) و مقیاس فارنهایت، به گونهای تعریف شدهاند که نقاط خاصی از آب (یخ زدن و جوشیدن) را به عنوان نقاط مرجع استفاده میکنند.
مقیاس سلسیوس (سانتیگراد)
مقیاس سلسیوس توسط دانشمند سوئدی آندرس سلسیوس در سال 1742 پیشنهاد شد. در این مقیاس:
- نقطه صفر درجه سلسیوس (0°C) دمای یخ زدن آب در فشار یک اتمسفر است.
- نقطه صد درجه سلسیوس (100°C) دمای جوشیدن آب در فشار یک اتمسفر است.
این مقیاس به دلیل سادگی و استفاده از نقاط مرجع طبیعی (یخ زدن و جوشیدن آب)، به سرعت محبوبیت یافت و به عنوان استاندارد در بسیاری از نقاط جهان پذیرفته شد.
مقیاس فارنهایت
مقیاس فارنهایت توسط دانیل گابریل فارنهایت، فیزیکدان آلمانی-لهستانی، در اوایل قرن 18 میلادی توسعه یافت. در این مقیاس:
- نقطه صفر درجه فارنهایت (0°F) بر اساس دمای مخلوط یخ، آب و نمک (محلول آبنمک) تعیین شده است.
- نقطه 32 درجه فارنهایت (32°F) دمای یخ زدن آب خالص است.
- نقطه 212 درجه فارنهایت (212°F) دمای جوشیدن آب خالص در فشار یک اتمسفر است.
مقیاس فارنهایت در ایالات متحده و برخی از کشورهای دیگر مورد استفاده قرار میگیرد، اما در اکثر نقاط جهان، مقیاس سلسیوس به عنوان استاندارد دما پذیرفته شده است.
بنابراین، نقطه صفر درجه فارنهایت (0°F) بر اساس دمای مخلوط یخ، آب و محلول اشباع آبنمک تعیین شده است، که این محلول شامل حداکثر مقدار نمکی است که میتواند در آب در دمای مشخصی حل شود.
تعریف مدرن دما
با گذشت زمان و پیشرفت علم، دما با استفاده از مفاهیم ترمودینامیکی دقیقتری تعریف شده است. امروزه، واحد دما در سیستم بینالمللی واحدها (SI) کلوین (K) است که از صفر مطلق (پایینترین دمای ممکن) به عنوان نقطه شروع استفاده میکند. یک کلوین برابر با یک درجه سلسیوس است، اما نقطه شروع مقیاس کلوین در صفر مطلق (حدود منفی 273.15 درجه سلسیوس) قرار دارد.
با این حال، نقاط مرجع طبیعی مانند یخ زدن و جوشیدن آب همچنان در کاربردهای عملی و آموزشی استفاده میشوند تا مفاهیم دما به راحتی قابل فهم و کاربردی باشند.
