Gasthermometer

As wy ferskate soarten termometers kalibrearje , bygelyks in kwiktermometer en in alkoholtermometer, binne de skalen fan beide termometers allinich itselde by 0 o C (of 32 o F) en 100 o C (of 212 o F). As wy beide termometers brûke om de lofttemperatuer te mjitten, sille de sifers dy't troch elke termometer werjûn wurde net needsaaklik itselde wêze. It kin wêze dat de kwiktermometer 48 o C oanjout, wylst de alkoholtermometer 46 o C oanjout. Dit komt om't de útwreidingssnelheid fan kwik en alkohol oars is. Likegoed mei oare soarten termometers, lykas bimetallyske termometers, ensfh. De temperatuerskaal dy't op dizze manier bepaald wurdt , is tige ôfhinklik fan 'e eigenskippen fan' e brûkte materialen.

Omdat de temperatuerskaal dy't fêststeld wurdt mei in konvinsjonele termometer syn neidielen hat, hawwe wy in standerttermometer nedich. In standerttermometer stelt ús yn steat om in krekter temperatuerskaal fêst te stellen sûnder dat wy fertrouwe hoege op 'e eigenskippen fan in materiaal.

In hast perfekte termometer is de gastermometer mei konstant folume . It prinsipe fan wurking fan in gastermometer mei konstant folume is as folget: It folume fan it gas wurdt konstant hâlden, of net feroare. As de temperatuer tanimt, nimt de gasdruk ek ta.

Gasthermometer - 1Binnen yn piip 1 en 2 sit kwik. It gasfolume wurdt konstant hâlden troch piip 2 omheech of omleech te bringen, sadat it kwiknivo yn piip 1 altyd op it referinsjemark is. As de temperatuer tanimt, nimt de gasdruk yn 'e buis ek ta. Dêrom moat piip 2 heger omheech helle wurde, sadat it gasfolume konstant bliuwt. De gasdruk kin bepaald wurde troch de hichte fan 'e kwikkolom (h) yn piip 2 ôf te lêzen. As jo ​​de hânmjittige metoade brûke, tink dan gewoan dat in kwikkolom fan 760 mm heech = 1 atm (1 atmosfear) druk is. Yn ferfine gastermometers mei konstant folume is der al in drukteller. De kontener mei it gas is ek sa ûntwurpen dat it gas altyd in konstant folume hat. Dat wat mjitten wurdt is allinich de feroaring yn druk.

Om in gasthermometer mei konstant folume te kalibrearjen, kinne wy ​​de gasdruk by twa temperatueren mjitte. Litte wy bygelyks de iispunt- en damppunttemperatueren brûke. Gasthermometers mei konstant folume wurde kalibrearre by in druk fan 1 atm. De stappen om in termometer te kalibrearjen binne as folget.

Earst wurdt de gassilinder yn in kontener pleatst mei iis en wetter. It gasfolume wurdt konstant hâlden, dêrom moat piip 2 sakke wurde sadat it kwiknivo yn piip 1 op it referinsjepunt bliuwt. As it gasfolume net feroare is, registrearje dan de hichte fan 'e kwikkolom (h) yn piip 2. Brûk h om de druk te berekkenjen. As jo ​​in ferfine gasthermometer mei konstant folume brûke, wurdt de mei gas folde silinder direkt ûnderdompele yn 'e kontener mei iis en wetter. Der is al in manometer. Registrearje de gasdruk (lit ús sizze dat dit druk 1 of P1 is ).

Twadde, In gassilinder wurdt yn in kontener pleatst mei wetter dat ferwaarme wurdt. Om in konstant gasvolume te behâlden, wurdt piip 2 ferhege sadat it kwiknivo yn piip 1 op it referinsjepunt bliuwt. As it gasvolume net feroaret, registrearje dan de hichte fan 'e wetterkolom. Kelvin-skaalkwik (h) yn piip 2. Brûk h om de gasdruk te berekkenjen (lit ús sizze dat dit druk 2 of P is2)

Tredde , meitsje in grafyk dy't de relaasje tusken druk en temperatuer oanjout. Sjoch foarbyld hjirûnder.

P1 is de gasdruk by de iispunttemperatuer (0 oC ) en P2 is de gasdruk by de damppunttemperatuer (100 oC ). Teken in line dy't it snijpunt fan P1 mei 0 oC en it snijpunt fan P2 mei 100 oC ferbynt. Troch te ferwizen nei de grafyk , sels as wy allinich de gasdruk kenne, kin de temperatuer ek maklik bekend en sels foarsein wurde.

Kelvin-skaal

As de skeane line op 'e grafyk hjirboppe lutsen wurdt om de T o C-as te snijen, dan is de gastemperatuer -273,15 o C as de gasdruk = 0. Miskien tinke wy dat de gastemperatuer by druk 0 ferskilt, ôfhinklik fan it type gas yn 'e buis fan' e konstante folume gasthermometer. Op basis fan eksperiminten, sels as it type gas oars is, is de temperatuer altyd -273,15 o C as de gasdruk nul wurdt. Sa kinne wy ​​dizze temperatuer brûke as in standert temperatuerskaal (ek wol bekend as absolute nultemperatuer). Dizze absolute nultemperatuer is bekend as de bynamme fan 'e absolute skaal of Kelvin-skaal. Kelvin is de namme fan wijlen Lord Kelvin (1824-1907), in eardere Britske natuerkundige.

Op dizze skaal wurdt temperatuer útdrukt yn Kelvin (K), net yn graden Kelvin (oK). It ynterval tusken graden is itselde as op 'e skaal fan Celsius, mar de nulwearde is ferskowe nei 0 K. Dat 0 K = -273,15 oC en 273,15 K = 0 oC. Temperatuer op in skaal fan Celsius kin omset wurde nei in Kelvin-skaal troch 273,15 derby op te tellen. Likegoed kin temperatuer op in Kelvin-skaal omset wurde nei in skaal fan Celsius troch 273,15 derfan ôf te lûken.
T(K) = T(oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15

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

Foarbyldfraach 2. 80 o F = …. K

Foarbyld fan temperatuerkonverzjeprobleem - 3

Referensi