Plynový teploměr

Pokud my kalibrace teploměru což jsou různé typy, například rtuťový teploměr a lihový teploměr, stupnice obou teploměrů jsou stejné pouze v bodě 0 oC (nebo 32 oF) a 100 oC (nebo 212 oF). Pokud použijeme oba teploměry k měření teploty vzduchu, hodnoty ukazované každým teploměrem se nemusí shodovat. Mohlo by to být... termometr rtuť ukazuje číslo 48 oC, zatímco lihový teploměr ukazuje 46 oC. Je to proto, že rychlosti roztažnosti rtuti a alkoholu se liší. Totéž platí pro jiné typy teploměrů, jako jsou bimetalové teploměry atd. Teplotní stupnice stanovená tímto způsobem silně závisí na vlastnostech použitých materiálů.

Protože teplotní stupnice Protože teplota stanovená běžným teploměrem má své nevýhody, potřebujeme standardní teploměr. Standardní teploměr nám pomáhá přesněji určit teplotní stupnici, aniž bychom se museli spoléhat na vlastnosti materiálu.

Téměř dokonalý teploměr je plynový teploměr konstantní objemPrincip činnosti plynového teploměru s konstantním objemem je následující: Objem plynu se udržuje konstantní neboli nezměněný. S rostoucí teplotou se zvyšuje i tlak plynu.

Plynový teploměr - 1Uvnitř trubek 1 a 2 se nachází rtuť. Objem plynu se udržuje konstantní zvedáním nebo spouštěním trubky 2 tak, aby hladina rtuti v trubce 1 byla vždy na referenční značce. Pokud se teplota zvyšuje, zvyšuje se i tlak plynu v trubce. Proto je nutné trubku 2 zvednout výše, aby objem plynu zůstal konstantní. Tlak plynu lze určit odečtením výšky rtuťového sloupce (h) v trubce 2. Při použití manuální metody je třeba pamatovat na to, že rtuťový sloupec vysoký 760 mm = 1 atm (1 atmosféra) tlaku. V sofistikovaných plynových teploměrech s konstantním objemem je již tlakoměr. Nádoba obsahující plyn je také navržena tak, aby plyn měl vždy konstantní objem. Měří se tedy pouze změna tlaku.

ČTĚTE TAKÉ  Aplikace digitálních technologií v každodenním životě

Pro kalibraci plynového teploměru s konstantním objemem můžeme měřit tlak plynu při dvou teplotách. Použijme například teplotu bodu ledu a bodu varu. Plynové teploměry s konstantním objemem se kalibrují při tlaku 1 atm. Postup kalibrace teploměru je následující.

První, Plynová láhev je umístěna v nádobě obsahující led a vodu. Objem plynu se udržuje konstantní, proto je nutné potrubí 2 snížit tak, aby hladina rtuti v potrubí 1 zůstala v referenčním bodě. Pokud se objem plynu nezměnil, zaznamenejte výšku rtuťového sloupce (h) v potrubí 2. Pro výpočet tlaku použijte h. Pokud používáte sofistikovaný plynový teploměr s konstantním objemem, je láhev naplněná plynem přímo ponořena do nádoby obsahující led a vodu. Tlakoměr je již k dispozici. Zaznamenejte tlak plynu (řekněme, že se jedná o tlak 1 nebo P1)

ČTĚTE TAKÉ  Příklady úhlového a lineárního posunutí při kruhovém pohybu

Druhý, Plynová láhev je vložena do nádoby obsahující ohřívanou vodu. Aby se udržel konstantní objem plynu, potrubí 2 se zvedne tak, aby hladina rtuti v potrubí 1 zůstala v referenčním bodě. Pokud objem plynu zůstane nezměněn, zaznamenejte výšku vodního sloupce. Kelvinova stupnicertuť (h) v potrubí 2. Použijte h k výpočtu tlaku plynu (řekněme, že se jedná o tlak 2 nebo P2)

Třetí, vytvořte graf znázorňující vztah mezi tlakem a teplotou. Viz příklad níže.

P1 je tlak plynu při teplotě bodu ledu (0 oC) a P2 je tlak plynu při teplotě bodu varu (100 oC). Nakreslete čáru spojující průsečík P.1 s 0 oMísto setkání C a P2 s 100 oC. Z grafu lze snadno zjistit a dokonce předpovědět i teplotu, i když známe pouze tlak plynu.

ČTĚTE TAKÉ  Vzorec pro výpočet elektrického potenciálu pro čtyřbodové náboje

Kelvinova stupnice

Pokud je šikmá čára na grafu výše nakreslena tak, aby protínala osu T oC, pak když tlak plynu = 0, teplota plynu = -273,15 oC. Můžeme si myslet, že teplota plynu při 0 °C se mění v závislosti na druhu plynu uvnitř teploměru s konstantním objemem plynu. Experimentálně, i když je druh plynu jiný, je při nulovém tlaku plynu teplota vždy -273,15 °C. oC. Tuto teplotu tedy můžeme použít jako standardní teplotní stupnici (známou také jako absolutní nula). Tato absolutní nulová teplota je známá jako absolutní stupnice, známá také jako Kelvinova stupnice. Kelvin je pojmenován po zesnulém lordu Kelvinovi (1824–1907), bývalém britském fyzikovi.

Na této stupnici se teplota vyjadřuje v Kelvinech (K), nikoli ve stupních Kelvina (oInterval mezi stupni je stejný jako na Celsiově stupnici, ale nulová hodnota je posunuta na 0 K. Takže 0 K = -273,15 oC a 273,15 K = 0 oTeplotu v Celsiově stupnici lze převést na Kelvinovu stupnici přičtením 273,15. Podobně lze teplotu v Kelvinově stupnici převést na Celsiovu stupnici odečtením 273,15.
T(K) = T(oC) + 273,15
T (oC) = T(K) – 273,15

Příkladová otázka 1.20 oC = ….K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 000 + 10 000
T = 293 tis

Příkladová otázka 1.20 oF = ….K

Příklad otázek na převod teploty - 3

Odkaz