የጋዝ ቴርሞሜትር

የተለያዩ የቴርሞሜትሮችን አይነት ለምሳሌ የሜርኩሪ ቴርሞሜትር እና የአልኮል ቴርሞሜትር ብንለካ፣ የሁለቱም የቴርሞሜትሮች ሚዛን በ0 oC (ወይም 32 oC) እና 100 oC (ወይም 212 oC) ብቻ አንድ አይነት ነው ። የአየር ሙቀትን ለመለካት ሁለቱንም ቴርሞሜትሮች የምንጠቀም ከሆነ ፣ በእያንዳንዱ ቴርሞሜትር የሚታዩት ቁጥሮች የግድ አንድ ላይሆኑ ይችላሉ። የሜርኩሪ ቴርሞሜትር 48 oC የሚያሳይ ሲሆን የአልኮል ቴርሞሜትር 46 oC የሚያሳይ ሊሆን ይችላል ። ይህ የሆነበት ምክንያት የሜርኩሪ እና የአልኮሆል የማስፋፊያ መጠን የተለያዩ ስለሆነ ነው። በተመሳሳይ መልኩ እንደ ቢሜታሊክ ቴርሞሜትሮች ወዘተ ባሉ ሌሎች የቴርሞሜትሮች ዓይነቶች። በዚህ መንገድ የሚወሰነው የሙቀት መጠን በጣም የተመካው ጥቅም ላይ በሚውሉት ቁሳቁሶች ባህሪያት ላይ ነው።

በተለመደው ቴርሞሜትር የተቋቋመው የሙቀት መጠን የራሱ የሆነ ችግር ስላለበት ፣ መደበኛ ቴርሞሜትር ያስፈልገናል። መደበኛ ቴርሞሜትር በቁሳቁስ ባህሪያት ላይ ሳንመካ የበለጠ ትክክለኛ የሆነ የሙቀት መጠን እንድናስቀምጥ ያስችለናል።

ፍጹም የሆነ ቴርሞሜትር ቋሚ መጠን ያለው የጋዝ ቴርሞሜትር ነው ። የቋሚ መጠን ያለው የጋዝ ቴርሞሜትር የአሠራር መርህ እንደሚከተለው ነው፡- የጋዝ መጠን ቋሚ ወይም ሳይለወጥ ይቆያል። የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ የጋዝ ግፊቱም ይጨምራል።

የጋዝ ቴርሞሜትር - 1በቧንቧዎች 1 እና 2 ውስጥ ሜርኩሪ አለ። የጋዝ መጠኑ ቧንቧ 2ን በማንሳት ወይም በማውረድ ቋሚ ሆኖ ይቆያል፣ ስለዚህ በቧንቧ 1 ውስጥ ያለው የሜርኩሪ መጠን ሁልጊዜ በማጣቀሻ ምልክት ላይ ይሆናል። የሙቀት መጠኑ ከጨመረ በቱቦው ውስጥ ያለው የጋዝ ግፊትም ይጨምራል። ስለዚህ የቧንቧ 2 የጋዝ መጠኑ ቋሚ ሆኖ እንዲቆይ ከፍ ያለ መሆን አለበት። የጋዝ ግፊት በቧንቧ 2 ውስጥ ያለውን የሜርኩሪ አምድ (h) ቁመት በማንበብ ሊወሰን ይችላል። በእጅ ዘዴ የሚጠቀሙ ከሆነ፣ 760 ሚሜ ከፍታ ያለው የሜርኩሪ አምድ = 1 atm (1 ከባቢ አየር) የግፊት መሆኑን ያስታውሱ። በተራቀቁ ቋሚ መጠን ባለው የጋዝ ቴርሞሜትሮች ውስጥ የግፊት ቆጣሪ አስቀድሞ አለ። ጋዙን የያዘው መያዣ ጋዝ ሁልጊዜ ቋሚ መጠን እንዲኖረው የተነደፈ ነው። ስለዚህ የሚለካው የግፊት ለውጥ ብቻ ነው።

ቋሚ መጠን ያለው የጋዝ ቴርሞሜትር ለማስተካከል የጋዝ ግፊቱን በሁለት የሙቀት መጠኖች መለካት እንችላለን። ለምሳሌ የበረዶ ነጥብ እና የእንፋሎት ነጥብ የሙቀት መጠኖችን እንጠቀም። ቋሚ መጠን ያለው የጋዝ ቴርሞሜትሮች የሚለካው በ1 atm ግፊት ነው። የሙቀት መለኪያ ደረጃዎች እንደሚከተለው ናቸው።

በመጀመሪያ፣ የጋዝ ሲሊንደሩ በረዶና ውሃ ባለበት መያዣ ውስጥ ይቀመጣል። የጋዝ መጠኑ ቋሚ ሆኖ ይቆያል፣ ስለዚህ ቧንቧ 2 በቧንቧ 1 ውስጥ ያለው የሜርኩሪ መጠን በማጣቀሻ ነጥብ ላይ እንዲቆይ ዝቅ ማድረግ አለበት። የጋዝ መጠኑ ካልተለወጠ፣ የሜርኩሪ አምድ (h) ቁመት በቧንቧ 2 ውስጥ ይመዝግቡ። ግፊቱን ለማስላት h ይጠቀሙ። የተራቀቀ ቋሚ የጋዝ ቴርሞሜትር የሚጠቀሙ ከሆነ፣ በጋዝ የተሞላው ሲሊንደር በረዶና ውሃ ባለበት መያዣ ውስጥ በቀጥታ ይጠመቃል። የግፊት መለኪያ አስቀድሞ አለ። የጋዝ ግፊቱን ይመዝግቡ (ይህ ግፊት 1 ወይም P1 ነው እንበል )

ኬዱዋ፣ የጋዝ ሲሊንደር ውሃ በያዘ ኮንቴይነር ውስጥ ይገባል። የማያቋርጥ የጋዝ መጠን ለመጠበቅ፣ ቧንቧ 2 ከፍ ይላል፣ በዚህም በቧንቧ 1 ውስጥ ያለው የሜርኩሪ መጠን በማጣቀሻ ነጥብ ላይ ይቆያል። የጋዝ መጠኑ ሳይለወጥ ከቀጠለ፣ የውሃውን አምድ ቁመት ይመዝግቡ። የኬልቪን ሚዛንበቧንቧ 2 ውስጥ ሜርኩሪ (h)። የጋዝ ግፊቱን ለማስላት h ይጠቀሙ (ይህ ግፊት 2 ወይም P ነው እንበል)2)

ሶስተኛ ፣ በግፊት እና በሙቀት መካከል ያለውን ግንኙነት የሚያሳይ ግራፍ ይፍጠሩ። ከታች ያለውን ምሳሌ ይመልከቱ።

P1 በበረዶ ነጥብ የሙቀት መጠን (0 o C) ላይ ያለው የጋዝ ግፊት ሲሆን P2 ደግሞ በእንፋሎት ነጥብ የሙቀት መጠን (100 o C) ላይ ያለው የጋዝ ግፊት ነው። የP 1 ን የመጋጠሚያ ነጥብ ከ0 o C እና የP 2ን የመጋጠሚያ ነጥብ ከ 100 o C ጋር የሚያገናኝ መስመር ይሳሉ። በግራፉ ላይ በማጣቀስ፣ የጋዝ ግፊቱን ብቻ ብናውቅም፣ የሙቀት መጠኑ በቀላሉ ሊታወቅ እና ሊተነብይ ይችላል።

የኬልቪን ሚዛን

ከላይ ባለው ግራፉ ላይ ያለው ግርጌ መስመር የቲኦ ሲ ዘንግን ለማቋረጥ ከተሳለ ፣ የጋዝ ግፊቱ = 0 ሲሆን፣ የጋዝ ሙቀት = -273,15 o C። ምናልባት በ0 ግፊት ላይ ያለው የጋዝ ሙቀት በቋሚ መጠን የጋዝ ቴርሞሜትር ቱቦ ውስጥ ባለው የጋዝ አይነት ላይ በመመስረት ይለያያል ብለን እናስብ ይሆናል። በሙከራዎች ላይ በመመስረት፣ የጋዝ አይነት የተለየ ቢሆንም፣ የጋዝ ግፊቱ ዜሮ ሲሆን፣ የሙቀት መጠኑ ሁልጊዜ -273,15 o C ነው። ስለዚህ፣ ይህንን የሙቀት መጠን እንደ መደበኛ የሙቀት መጠን መለኪያ (ፍጹም ዜሮ የሙቀት መጠን በመባልም ይታወቃል) መጠቀም እንችላለን። ይህ ፍጹማዊ ዜሮ የሙቀት መጠን ፍጹማዊ ልኬት ቅጽል ስም ወይም የኬልቪን ሚዛን በመባል ይታወቃል። ኬልቪን የቀድሞ የብሪታንያ የፊዚክስ ሊቅ የሟቹ ጌታ ኬልቪን (1824-1907) ስም ነው።

በዚህ ሚዛን፣ የሙቀት መጠኑ የሚገለጸው በኬልቪን (ኬ) እንጂ በዲግሪ ኬልቪን አይደለም (ኬ)oK) በዲግሪዎች መካከል ያለው የጊዜ ክፍተት በሴልሺየስ ሚዛን ላይ ካለው ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ነገር ግን ዜሮ እሴቱ ወደ 0 K ተቀይሯል። ስለዚህ 0 K = -273,15 oሲ እና 273,15 ኪ = 0 oሐ. በሴልሺየስ ሚዛን ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን 273,15 በመጨመር ወደ ኬልቪን ሚዛን ሊቀየር ይችላል። በተመሳሳይ፣ በኬልቪን ሚዛን ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን 273,15ን በመቀነስ ወደ ሴልሺየስ ሚዛን ሊቀየር ይችላል።
ቲ (ኬ) = ቲ (oሐ) + 273,15
ቲ (oሐ) = ቲ (ኬ) – 273,15

የምሳሌ ጥያቄ 1.40 oሐ = …. ኬ
ቲ(ኬ) = ቲ(ሲ) + 273
ቲ = 20 + 273
ቲ = 293 ኪ.ሜ

የምሳሌ ጥያቄ 2. 80 o F = …. K

የሙቀት ለውጥ ችግር ምሳሌ - 3

ማጣቀሻ