ગેસ થર્મોમીટર

જો આપણે થર્મોમીટરનું માપાંકન જે અલગ અલગ પ્રકારના હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે પારો થર્મોમીટર અને આલ્કોહોલ થર્મોમીટર, બંને થર્મોમીટરના સ્કેલ ફક્ત 0 પર સમાન હોય છે oસી (અથવા 32 oF) અને 100 oસી (અથવા 212 oF). જો આપણે હવાનું તાપમાન માપવા માટે બંને થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીએ, તો દરેક થર્મોમીટર દ્વારા દર્શાવેલ સંખ્યાઓ સમાન ન પણ હોય. તે... હોઈ શકે છે. થર્મોમીટર બુધ 48 નંબર દર્શાવે છે. oC, જ્યારે આલ્કોહોલ થર્મોમીટર 46 દર્શાવે છે oC. આનું કારણ એ છે કે પારો અને આલ્કોહોલના વિસ્તરણ દર અલગ અલગ હોય છે. આ જ વાત અન્ય પ્રકારના થર્મોમીટર્સ, જેમ કે બાયમેટાલિક થર્મોમીટર્સ, વગેરેને પણ લાગુ પડે છે. આ રીતે સ્થાપિત તાપમાન સ્કેલ વપરાયેલી સામગ્રીના ગુણધર્મો પર ખૂબ આધાર રાખે છે.

કરિના તાપમાન માપક્રમ પરંપરાગત થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવતા તાપમાનમાં કેટલીક ખામીઓ હોવાથી, આપણને પ્રમાણભૂત થર્મોમીટરની જરૂર છે. પ્રમાણભૂત થર્મોમીટર રાખવાથી આપણને તાપમાન સ્કેલ વધુ ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવામાં મદદ મળે છે, કોઈ પણ સામગ્રીના ગુણધર્મો પર આધાર રાખ્યા વિના.

લગભગ સંપૂર્ણ થર્મોમીટર છે ગેસ થર્મોમીટર સતત વોલ્યુમઅચળ-કદના ગેસ થર્મોમીટરનો કાર્ય સિદ્ધાંત નીચે મુજબ છે: વાયુનું કદ સતત અથવા અપરિવર્તિત રાખવામાં આવે છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ તેમ વાયુનું દબાણ પણ વધે છે.

ગેસ થર્મોમીટર - ૧પાઇપ 1 અને 2 ની અંદર પારો હોય છે. પાઇપ 2 ને વધારીને અથવા ઘટાડીને ગેસનું પ્રમાણ સ્થિર રાખવામાં આવે છે જેથી પાઇપ 1 માં પારો સ્તર હંમેશા સંદર્ભ ચિહ્ન પર રહે. જો તાપમાન વધે છે, તો ટ્યુબમાં ગેસનું દબાણ પણ વધે છે. તેથી, પાઇપ 2 ને વધારે વધારવું આવશ્યક છે જેથી ગેસનું પ્રમાણ સ્થિર રહે. પાઇપ 2 માં પારો સ્તંભ (h) ની ઊંચાઈ વાંચીને ગેસનું દબાણ નક્કી કરી શકાય છે. જો મેન્યુઅલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો, તો યાદ રાખો કે 760 મીમી ઊંચા પારો સ્તંભ = 1 atm (1 વાતાવરણ) દબાણ. અત્યાધુનિક સ્થિર વોલ્યુમ ગેસ થર્મોમીટર્સમાં પહેલાથી જ પ્રેશર કાઉન્ટર હોય છે. ગેસ ધરાવતું કન્ટેનર પણ એવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે કે ગેસ હંમેશા સતત વોલ્યુમ ધરાવે છે. તેથી માપવામાં આવે છે તે ફક્ત દબાણમાં ફેરફાર છે.

પણ વાંચો  રોજિંદા જીવનમાં ડિજિટલ ટેકનોલોજીના ઉપયોગો

અચળ-કદના ગેસ થર્મોમીટરને માપાંકિત કરવા માટે, આપણે બે તાપમાને ગેસ દબાણ માપી શકીએ છીએ. ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો બરફ બિંદુ અને બાષ્પ બિંદુ તાપમાનનો ઉપયોગ કરીએ. અચળ-કદના ગેસ થર્મોમીટર્સ 1 atm ના દબાણે માપાંકિત થાય છે. થર્મોમીટરને માપાંકિત કરવા માટેના પગલાં નીચે મુજબ છે.

પ્રથમ, ગેસ સિલિન્ડરને બરફ અને પાણી ધરાવતા કન્ટેનરમાં મૂકવામાં આવે છે. ગેસનું પ્રમાણ સતત રાખવામાં આવે છે, તેથી પાઇપ 2 ને ઘટાડવું આવશ્યક છે જેથી પાઇપ 1 માં પારાના સ્તર સંદર્ભ બિંદુ પર રહે. જો ગેસનું પ્રમાણ બદલાયું નથી, તો પાઇપ 2 માં પારાના સ્તંભ (h) ની ઊંચાઈ રેકોર્ડ કરો. દબાણની ગણતરી કરવા માટે h નો ઉપયોગ કરો. જો અત્યાધુનિક સતત વોલ્યુમ ગેસ થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો, તો ગેસથી ભરેલું સિલિન્ડર બરફ અને પાણી ધરાવતા કન્ટેનરમાં સીધું ડૂબી જાય છે. ત્યાં પહેલેથી જ એક દબાણ ગેજ છે. ગેસનું દબાણ રેકોર્ડ કરો (ચાલો કહીએ કે આ દબાણ 1 અથવા P છે).1)

પણ વાંચો  ગોળાકાર ગતિમાં કોણીય વિસ્થાપન અને રેખીય વિસ્થાપનના ઉદાહરણો

કેદુઆ, ગરમ થતા પાણી ધરાવતા કન્ટેનરમાં ગેસ સિલિન્ડર નાખવામાં આવે છે. ગેસનું પ્રમાણ સતત જાળવવા માટે, પાઇપ 2 ને વધારવામાં આવે છે જેથી પાઇપ 1 માં પારાના સ્તર સંદર્ભ બિંદુ પર રહે. જો ગેસનું પ્રમાણ યથાવત રહે, તો પાણીના સ્તંભની ઊંચાઈ રેકોર્ડ કરો. કેલ્વિન સ્કેલપાઇપ 2 માં પારો (h). ગેસ પ્રેશરની ગણતરી કરવા માટે h નો ઉપયોગ કરો (ધારો કે આ પ્રેશર 2 અથવા P છે)2)

કેટીગા, દબાણ અને તાપમાન વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવતો ગ્રાફ બનાવો. નીચેનું ઉદાહરણ જુઓ.

P1 બરફ બિંદુ તાપમાન પર ગેસનું દબાણ શું છે (0 oસી) અને પી2 બાષ્પ બિંદુ તાપમાન પર ગેસનું દબાણ શું છે (100 oC) આંતરછેદ બિંદુ P ને જોડતી રેખા દોરો.1 ૧૦૦ સાથે oસી અને પી મીટિંગ પોઈન્ટ2 ૧૦૦ સાથે oC. ગ્રાફનો સંદર્ભ આપીને, ભલે આપણે ફક્ત ગેસનું દબાણ જાણીએ છીએ, તાપમાન પણ સરળતાથી જાણી શકાય છે અને આગાહી પણ કરી શકાય છે.

પણ વાંચો  ચાર બિંદુ ચાર્જ માટે ઇલેક્ટ્રિક પોટેન્શિયલ ફોર્મ્યુલા

કેલ્વિન સ્કેલ

જો ઉપરના ગ્રાફ પરની ત્રાંસી રેખા T-અક્ષને છેદે ત્યાં સુધી દોરવામાં આવે તો oC, પછી જ્યારે ગેસનું દબાણ = 0 હોય, ત્યારે ગેસનું તાપમાન = -273,15 oC. આપણે એવું વિચારી શકીએ છીએ કે 0°C પર ગેસનું તાપમાન સતત વોલ્યુમ ગેસ થર્મોમીટરની અંદર ગેસના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે. પ્રાયોગિક રીતે, ભલે ગેસનો પ્રકાર અલગ હોય, જ્યારે ગેસનું દબાણ શૂન્ય હોય, ત્યારે તાપમાન હંમેશા -273,15°C હોય છે. oC. આમ, આપણે આ તાપમાનનો ઉપયોગ પ્રમાણભૂત તાપમાન સ્કેલ (જેને સંપૂર્ણ શૂન્ય તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) તરીકે કરી શકીએ છીએ. આ સંપૂર્ણ શૂન્ય તાપમાનને સંપૂર્ણ સ્કેલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેને કેલ્વિન સ્કેલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. કેલ્વિનનું નામ ભૂતપૂર્વ બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી સ્વર્ગસ્થ લોર્ડ કેલ્વિન (૧૮૨૪-૧૯૦૭) ના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે.

આ સ્કેલ પર, તાપમાન કેલ્વિન (K) માં દર્શાવવામાં આવે છે, ડિગ્રી કેલ્વિન (oK). ડિગ્રી વચ્ચેનો અંતરાલ સેલ્સિયસ સ્કેલ જેટલો જ છે, પરંતુ શૂન્ય મૂલ્ય 0 K પર ખસેડવામાં આવે છે. તેથી 0 K = -273,15 oC અને 273,15 K = 0 oC. સેલ્સિયસ સ્કેલમાં તાપમાનને 273,15 ઉમેરીને કેલ્વિન સ્કેલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. તેવી જ રીતે, કેલ્વિન સ્કેલમાં તાપમાનને 273,15 બાદ કરીને સેલ્સિયસ સ્કેલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.
ટી (કે) = ટી (oસી) + ૨૭૩.૧૫
ટી (oસી) = ટી (કે) – ૨૭૩.૧૫

ઉદાહરણ પ્રશ્ન ૧.૨૦ oસી =….કે
ટી(કે) = ટી(સી) + ૨૭૩
ટી = ૨૦,૦૦૦ + ૧૦,૦૦૦
ટી = 293 કે

ઉદાહરણ પ્રશ્ન ૧.૨૦ oએફ = …. કે

તાપમાન રૂપાંતર પ્રશ્નોના ઉદાહરણ - ૩

સંદર્ભ