Una dintre primele scari a fost cea conceputa de fizicianul german Gabriel Daniel Fahrenheit, care situeaza, la presiune atmosferica standard, punctul de inghet si de topire al ghetii la 32 grade F si punctul de fierbere al apei la 212 grade F.
In anul 1714 a construit doua termometre cu alcool cu care se putea masura relativ precis. In acelasi an a folosit si mercur in termometre, continuand astfel lucrarea lui G. Amonton, care studiase dilatabilitatea mercurului.
Pentru termometrele sale folosea mai multe scale, dintre care ultima - denumita ulterior cu numele lui - lua ca puncte fundamentale trei temperaturi. Primul punct reprezenta temperatura unui amestec de apa, gheata si sare de bucatarie, notata cu 0. Al doilea - temperatura unui amestec de apa si gheata, notata cu 32, iar al treilea temperatura apei care fierbe, notata cu 212. La unele scale mai vechi folosea si temperatura corpului omenesc sanatos ca unul din punctele fundamentale.
In anul 1724 a explicat dependenta dintre temperatura de fierbere a apei si presiunea atmosferica, a mai construit un nou densimetru si un termometru combinat cu barometru.
Gradul Fahrenheit este o unitate tolerata. Se mai utilizeaza in tarile anglo - americane. Unitatea fundamentala pentru diferenta de temperatura este kelvinul (°K) si este acceptat ca unitate si gradul Celsius (°C).
In anul 1742, Anders Celsius a propus o scara "inversa" scarii Celsius moderne, unde 0 era temperatura de fierbere, iar 100 cea de inghet a apei. El a constatat ca temperatura de inghetare a apei nu depinde practic de presiune. De asemenea, el a determinat cu o precizie remarcabila cum depinde temperatura de fierbere a apei de presiunea atmosferica.
Celsius a folosit doua puncte fixe in scara sa: temperatura de topire a apei si temperatura de fierbere a apei. Aceasta nu era o idee noua, Isaac Newton lucrand deja cu ceva asemanator. Deosebirea era aceea ca Celsius a folosit temperatura de topire a apei si nu cea de inghet. Experimentele pentru o buna calibrare a termometrului s-au desfasurat pe parcursul a doua ierni. Repetand experimentul iarasi si iarasi, el a descoperit ca gheata se topeste intotdeauna la acelasi punct de calibrare marcat pe termometru. El a descoperit un punct similar la fierberea apei, punctul de evaporare a apei. Cand aceasta determinare se face cu o precizie ridicata se observa o variatie a acestui punct in functie de presiunea atmosferica. In momentul in care se indeparta termometrul de vapori, nivelul mercurului crestea putin . Acest fenomen se poate explica prin racirea rapida si contractarea sticlei.
Cand Celsius a decis sa foloseasca propria scara de temperatura, el a ales punctul de fierbere a apei pure la 0 °C (212 °F) si punctul de inghet (solidificare) la 100 °C (32 °F). Un an mai tarziu, Frenchman Jean Pierre Cristin a propus o versiune inversata a scarii, cu punctul de inghet la 0 °C (32 °F) si punctul de fierbere la 100 °C (212 °F), denumind-o Centigrad.
Celsius a propus o metoda de calibrare a termometrelor:
- se introduce tubul termometrului intr-un amestec de gheata pisata si apa pura si se marcheaza punctul unde lichidul termometric (mercurul) se stabilizeaza; acest punct reprezinta punctul de inghet/dezghet al apei;
- similar, se marcheaza punctul in care mercurul se stabilizeaza cand termometrul este tinut in vapori de apa;
- se imparte lungimea dintre cele doua puncte in 100 de diviziuni egale.
Pentru lucrarile stiintifice, cea mai folosita este scara absoluta sau Kelvin, inventata de matematicianul si fizicianul britanic William Thomson (1st Baron Kelvin).
Scara Kelvin este scara de temperatura termodinamica (absoluta) unde temperatura de zero absolut (0 K) este cea mai scazuta temperatura posibila. Unitatea de masura a scarii Kelvin este kelvinul (simbol: K), care este unitatea de temperatura in SI si este una din cele sapte unitati de masura fundamentale.
Unitatea si scara Kelvin este definita, conform conventiilor internationale, prin doua puncte: zero absolut si punctul triplu al apei. De asemenea, aceasta definitie leaga exact scara Kelvin de scara Celsius. Zero absolut - temperatura fata de care nimic nu poate fi mai rece si la care in substanta nu mai exista energie sub forma de caldura - este definita ca fiind exact 0 K si −273,15 °C. Punctul triplu al apei este definit ca fiind la exact 273,16 K si 0,01 °C. Aceasta definitie are trei consecinte:
- stabileste valoarea unitatii kelvin ca fiind exact 1 / 273,16 parti din diferenta dintre punctul triplu al apei si zero absolut;
- stabileste ca un kelvin are exact aceeasi marime cu un grad de pe scara Celsius;
- stabileste ca diferenta punctelor de zero intre cele doua scari este exact 273,15 kelvini (0 K = −273,15 °C si 273,16 K = 0,01 °C).
In tabelul de mai jos sunt prezentate cateva temperaturi de baza pe scara Celsius si corespondentele lor pe alte scari.
Kelvin Celsius Fahrenheit
Zero absolut
(exact, prin definitie) 0 K −273,15 °C −459,67 °F
Punctul de topire al ghetii 273,15 K 0 °C 32 °F
Punctul triplu al apei
(exact, prin definitie) 273,16 K 0,01 °C 32,018 °F
Punctul de fierbere a apei 373,1339 K 99,9839 °C 211,9710 °F
