Termometru à gasu

Sè calibremu diversi tipi di termometri, per esempiu un termometru à mercuriu è un termometru à alcolu, e scale di i dui termometri sò listesse solu à 0 ° C (o 32 ° F) è 100 ° C (o 212 ° F). Sè usemu i dui termometri per misurà a temperatura di l'aria, i numeri mostrati da ogni termometru ùn saranu micca necessariamente listessi. Pò esse chì u termometru à mercuriu mostri 48 ° C, mentre chì u termometru à alcolu mostra 46 ° C. Questu hè perchè a velocità di espansione di u mercuriu è di l'alcolu hè diversa. In listessu modu cù altri tipi di termometri, cum'è i termometri bimetallici, ecc. A scala di temperatura determinata in questu modu dipende assai da e proprietà di i materiali utilizati.

Siccomu a scala di temperatura stabilita cù un termometru cunvinziunale hà i so svantaghji, avemu bisognu di un termometru standard. Un termometru standard ci permette di stabilisce una scala di temperatura più precisa senza avè da fidà si di e proprietà di un materiale.

Un termometru guasi perfettu hè u termometru à gas à vulume custante . U principiu di funziunamentu di un termometru à gas à vulume custante hè u seguente: U vulume di u gas hè mantinutu custante, o invariatu. Quandu a temperatura aumenta, a pressione di u gas aumenta ancu.

Termometru à gas - 1Dentru à i tubi 1 è 2 ci hè u mercuriu. U vulume di gas hè mantinutu custante alzendu o calendu u tubu 2 in modu chì u livellu di mercuriu in u tubu 1 sia sempre à a marca di riferimentu. Se a temperatura aumenta, a pressione di u gas in u tubu aumenta ancu. Dunque, u tubu 2 deve esse alzatu più in altu in modu chì u vulume di gas resti custante. A pressione di u gas pò esse determinata leghjendu l'altezza di a colonna di mercuriu (h) in u tubu 2. Se aduprate u metudu manuale, basta à ricurdà chì una colonna di mercuriu di 760 mm d'altezza = 1 atm (1 atmosfera) di pressione. In i termometri à gas à vulume custante sofisticati ci hè digià un contatore di pressione. U cuntinente chì cuntene u gas hè ancu cuncipitu in modu chì u gas abbia sempre un vulume custante. Dunque ciò chì si misura hè solu u cambiamentu di pressione.

Per calibrà un termometru à gas à vulume custante, pudemu misurà a pressione di u gas à duie temperature. Per esempiu, usemu e temperature di u puntu di ghiaccio è di u puntu di vapore. I termometri à gas à vulume custante sò calibrati à una pressione di 1 atm. I passi per calibrà un termometru sò i seguenti.

Prima, a buttiglia di gas hè piazzata in un cuntinente chì cuntene ghiaccio è acqua. U vulume di gas hè mantinutu custante, dunque u tubu 2 deve esse abbassatu in modu chì u livellu di mercuriu in u tubu 1 resti à u puntu di riferimentu. Se u vulume di gas ùn hè micca cambiatu, registrate l'altezza di a colonna di mercuriu (h) in u tubu 2. Aduprate h per calculà a pressione. Se utilizate un termometru di gas à vulume custante sofisticatu, a buttiglia piena di gas hè immersa direttamente in u cuntinente chì cuntene ghiaccio è acqua. Ci hè digià un manometru. Registrate a pressione di gas (dicemu chì questa hè a pressione 1 o P 1 )

Sicondu, Una buttiglia di gas hè inserita in un cuntinente chì cuntene acqua chì hè riscaldata. Per mantene un vulume di gas custante, u tubu 2 hè alzatu in modu chì u livellu di mercuriu in u tubu 1 ferma à u puntu di riferimentu. Se u vulume di gas ferma invariatu, registrate l'altezza di a colonna d'acqua. Scala Kelvinmercuriu (h) in u tubu 2. Aduprate h per calculà a pressione di u gasu (dicemu chì questu hè a pressione 2 o P2)

Terzu , create un graficu chì indica a relazione trà a pressione è a temperatura. Vede l'esempiu quì sottu.

P1 hè a pressione di u gasu à a temperatura di u puntu di ghiacciu (0 ° C ) è P2 hè a pressione di u gasu à a temperatura di u puntu di vapore (100 ° C). Tracciate una linea chì cunnetta u puntu d'intersezione di P1 cù 0 ° C è u puntu d'intersezione di P2 cù 100 ° C. Rifirendusi à u graficu, ancu s'è no cunniscimu solu a pressione di u gasu, a temperatura pò ancu esse facilmente cunnisciuta è ancu prevista.

Scala Kelvin

Sè a linea obliqua nant'à u graficu sopra hè tracciata per intersecà l'asse T o C, tandu quandu a pressione di u gasu = 0, a temperatura di u gasu = -273,15 o C. Forse pensemu chì a temperatura di u gasu à pressione 0 varieghja, secondu u tipu di gasu in u tubu di u termometru di gasu à vulume custante. Basatu annantu à l'esperimenti, ancu s'è u tipu di gasu hè diversu, quandu a pressione di u gasu diventa zero, a temperatura hè sempre -273,15 o C. Cusì, pudemu aduprà sta temperatura cum'è una scala di temperatura standard (cunnisciuta ancu cum'è temperatura zero assoluta). Sta temperatura zero assoluta hè cunnisciuta cum'è u soprannomu di scala assoluta o scala Kelvin. Kelvin hè u nome di u defuntu Lord Kelvin (1824-1907), un anzianu fisicu britannicu.

Nant'à sta scala, a temperatura hè spressa in Kelvin (K), micca in gradi Kelvin (oK). L'intervallu trà i gradi hè listessu cum'è nantu à a scala Celsius, ma u valore zero hè spustatu à 0 K. Cusì 0 K = -273,15 oC è 273,15 K = 0 oC. A temperatura in scala Celsius pò esse cunvertita in scala Kelvin aghjunghjendu 273,15. In listessu modu, a temperatura in scala Kelvin pò esse cunvertita in scala Celsius sottraendu 273,15.
T(K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15

Esempiu di dumanda 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K

Esempiu di quistione 2. 80 o F = …. K

Esempiu di prublema di cunversione di temperatura - 3

Referensi