Gastermometer

Hvis vi kalibrering af termometeret som er forskellige typer, for eksempel et kviksølvtermometer og et alkoholtermometer, er skalaerne på begge termometre den samme kun ved 0 oC (eller 32 oF) og 100 oC (eller 212 oF). Hvis vi bruger begge termometre til at måle lufttemperaturen, er tallene vist af hvert termometer muligvis ikke de samme. Det kunne være... termometer kviksølv viser tallet 48 oC, mens alkoholtermometeret viser 46 oC. Dette skyldes, at kviksølvs og alkohols ekspansionshastigheder er forskellige. Det samme gælder for andre typer termometre, såsom bimetalliske termometre osv. Temperaturskalaen, der etableres på denne måde, afhænger i høj grad af egenskaberne af de anvendte materialer.

Karena temperaturskala Da temperaturen målt ved hjælp af et konventionelt termometer har sine ulemper, har vi brug for et standardtermometer. At have et standardtermometer hjælper os med at bestemme temperaturskalaen mere præcist uden at skulle stole på et materiales egenskaber.

Et næsten perfekt termometer er gastermometer konstant volumenPrincippet for et gastermometer med konstant volumen er som følger: Gassens volumen holdes konstant eller uændret. Når temperaturen stiger, stiger gastrykket også.

Gastermometer - 1Inde i rør 1 og 2 er der kviksølv. Gasvolumenet holdes konstant ved at hæve eller sænke rør 2, så kviksølvniveauet i rør 1 altid er ved referencemærket. Hvis temperaturen stiger, stiger gastrykket i røret også. Derfor skal rør 2 hæves højere, så gasvolumenet forbliver konstant. Gastrykket kan bestemmes ved at aflæse højden af ​​kviksølvsøjlen (h) i rør 2. Hvis du bruger den manuelle metode, skal du blot huske, at en kviksølvsøjle med en højde på 760 mm = 1 atm (1 atmosfære) tryk. I sofistikerede gastermometre med konstant volumen er der allerede en tryktæller. Beholderen, der indeholder gassen, er også designet således, at gassen altid har et konstant volumen. Så det, der måles, er kun ændringen i tryk.

LÆS OGSÅ  Anvendelser af digital teknologi i hverdagen

For at kalibrere et gastermometer med konstant volumen kan vi måle gastrykket ved to temperaturer. Lad os for eksempel bruge ispunkts- og damppunktstemperaturerne. Gastermometer med konstant volumen kalibreres ved et tryk på 1 atm. Trinene til at kalibrere et termometer er som følger.

Først, Gasflasken placeres i en beholder indeholdende is og vand. Gasvolumenet holdes konstant, så rør 2 skal sænkes, så kviksølvniveauet i rør 1 forbliver på referencepunktet. Hvis gasvolumenet ikke har ændret sig, registreres højden af ​​kviksølvsøjlen (h) i rør 2. Brug h til at beregne trykket. Hvis du bruger et avanceret gastermometer med konstant volumen, nedsænkes den gasfyldte cylinder direkte i beholderen indeholdende is og vand. Der er allerede en trykmåler. Registrer gastrykket (lad os sige, at dette er tryk 1 eller P1)

LÆS OGSÅ  Eksempler på vinkelforskydning og lineær forskydning i cirkulær bevægelse

Anden, En gasflaske indsættes i en beholder med vand, der opvarmes. For at opretholde et konstant gasvolumen hæves rør 2, så kviksølvniveauet i rør 1 forbliver på referencepunktet. Hvis gasvolumenet forbliver uændret, registreres vandsøjlens højde. Kelvin-skalaenkviksølv (h) i rør 2. Brug h til at beregne gastrykket (lad os sige, at dette er tryk 2 eller P2)

Ketiga, lav en graf, der viser forholdet mellem tryk og temperatur. Se eksemplet nedenfor.

P1 er gastrykket ved ispunktstemperaturen (0 oC) og P2 er gastrykket ved damppunktstemperaturen (100 oC). Tegn en linje, der forbinder skæringspunktet P.1 med 0 oC og P mødested2 med 100 oC. Ved at henvise til grafen, kan temperaturen også let findes og endda forudsiges, selvom vi kun kender gastrykket.

LÆS OGSÅ  Elektrisk potentialformel for firepunktsladninger

Kelvin-skalaen

Hvis den skrå linje på grafen ovenfor tegnes, indtil den skærer T-aksen oC, så når gastrykket = 0, er gastemperaturen = -273,15 oC. Vi kunne tro, at temperaturen af ​​en gas ved 0°C varierer afhængigt af gastypen inde i gastermometeret med konstant volumen. Eksperimentelt set, selvom gastypen er forskellig, er temperaturen altid -273,15°C, når gastrykket er nul. oC. Vi kan således bruge denne temperatur som standardtemperaturskalaen (også kendt som det absolutte nulpunkt). Denne absolutte nulpunktstemperatur er kendt som den absolutte skala, også kendt som Kelvin-skalaen. Kelvin er opkaldt efter den afdøde Lord Kelvin (1824-1907), en tidligere britisk fysiker.

På denne skala udtrykkes temperaturen i Kelvin (K), ikke grader Kelvin (oK). Intervallet mellem grader er det samme som på Celsius-skalaen, men nulværdien er forskudt til 0 K. Så 0 K = -273,15 oC og 273,15 K = 0 oC. Temperatur i Celsius-skalaen kan omregnes til Kelvin-skalaen ved at lægge 273,15 til. Ligeledes kan temperatur i Kelvin-skalaen omregnes til Celsius-skalaen ved at trække 273,15 fra.
T(K) = T(oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15

Eksempelspørgsmål 1.40 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K

Eksempelspørgsmål 1.40 oF = …. K

Eksempel på temperaturkonverteringsproblem - 3

Referencer