गैस थर्मामीटर

हम अगर थर्मामीटर को कैलिब्रेट करना उदाहरण के लिए, पारा थर्मामीटर और अल्कोहल थर्मामीटर जैसे विभिन्न प्रकार के थर्मामीटरों में, दोनों का पैमाना केवल 0 डिग्री पर समान होता है। oसी (या 32 oएफ) और 100 oसी (या 212 oF). यदि हम हवा का तापमान मापने के लिए दोनों थर्मामीटरों का उपयोग करते हैं, तो प्रत्येक थर्मामीटर द्वारा दिखाए गए अंक समान नहीं हो सकते हैं। ऐसा हो सकता है... थर्मामीटर पारा 48 संख्या दर्शाता है oजबकि अल्कोहल थर्मामीटर 46 डिग्री सेल्सियस दिखाता है। oसी. इसका कारण यह है कि पारे और अल्कोहल के प्रसार की दरें भिन्न-भिन्न होती हैं। यही बात अन्य प्रकार के थर्मामीटरों, जैसे कि द्विधात्विक थर्मामीटरों आदि पर भी लागू होती है। इस प्रकार स्थापित तापमान पैमाना प्रयुक्त पदार्थों के गुणों पर बहुत अधिक निर्भर करता है।

Karena तापमान पैमाना परंपरागत थर्मामीटर से तापमान मापने में कुछ कमियां होती हैं, इसलिए हमें एक मानक थर्मामीटर की आवश्यकता होती है। मानक थर्मामीटर होने से हम किसी पदार्थ के गुणों पर निर्भर हुए बिना तापमान पैमाने को अधिक सटीकता से निर्धारित कर सकते हैं।

लगभग एक उत्तम थर्मामीटर है गैस थर्मामीटर स्थिर आयतनस्थिर आयतन वाले गैस थर्मामीटर का कार्य सिद्धांत इस प्रकार है: गैस का आयतन स्थिर या अपरिवर्तित रखा जाता है। तापमान बढ़ने पर गैस का दाब भी बढ़ता है।

गैस थर्मामीटर - 1पाइप 1 और 2 के अंदर पारा भरा हुआ है। पाइप 2 को ऊपर या नीचे करके गैस का आयतन स्थिर रखा जाता है ताकि पाइप 1 में पारे का स्तर हमेशा संदर्भ चिह्न पर बना रहे। तापमान बढ़ने पर पाइप में गैस का दाब भी बढ़ जाता है। इसलिए, गैस का आयतन स्थिर रखने के लिए पाइप 2 को और ऊपर उठाना पड़ता है। पाइप 2 में पारे के स्तंभ की ऊँचाई (h) मापकर गैस का दाब ज्ञात किया जा सकता है। मैन्युअल विधि का उपयोग करते समय, ध्यान रखें कि 760 मिमी ऊँचा पारे का स्तंभ 1 वायुमंडलीय दाब के बराबर होता है। आधुनिक स्थिर आयतन गैस थर्मामीटरों में दाब प्रतिमापक भी लगा होता है। गैस युक्त पात्र को भी इस प्रकार डिज़ाइन किया जाता है कि गैस का आयतन हमेशा स्थिर रहे। इस प्रकार, केवल दाब में परिवर्तन ही मापा जाता है।

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स्थिर आयतन वाले गैस थर्मामीटर को कैलिब्रेट करने के लिए, हम दो तापमानों पर गैस के दाब को माप सकते हैं। उदाहरण के लिए, आइए हिमांक बिंदु और वाष्पांक बिंदु तापमानों का उपयोग करें। स्थिर आयतन वाले गैस थर्मामीटर को 1 atm के दाब पर कैलिब्रेट किया जाता है। थर्मामीटर को कैलिब्रेट करने के चरण इस प्रकार हैं।

प्रथम, गैस सिलेंडर को बर्फ और पानी से भरे एक पात्र में रखा जाता है। गैस का आयतन स्थिर रखा जाता है, इसलिए पाइप 2 को नीचे करना होगा ताकि पाइप 1 में पारे का स्तर संदर्भ बिंदु पर बना रहे। यदि गैस का आयतन नहीं बदला है, तो पाइप 2 में पारे के स्तंभ की ऊँचाई (h) को रिकॉर्ड करें। h का उपयोग करके दाब की गणना करें। यदि एक उन्नत स्थिर आयतन गैस थर्मामीटर का उपयोग कर रहे हैं, तो गैस से भरा सिलेंडर सीधे बर्फ और पानी से भरे पात्र में डुबोया जाता है। वहाँ पहले से ही एक दाब गेज लगा हुआ है। गैस के दाब को रिकॉर्ड करें (मान लीजिए यह दाब 1 या P है)।1)

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दूसरा, एक गैस सिलेंडर को गर्म किए जा रहे पानी से भरे पात्र में रखा जाता है। गैस की मात्रा को स्थिर बनाए रखने के लिए, पाइप 2 को इस प्रकार ऊपर उठाया जाता है कि पाइप 1 में पारे का स्तर संदर्भ बिंदु पर बना रहे। यदि गैस की मात्रा अपरिवर्तित रहती है, तो पानी के स्तंभ की ऊँचाई ज्ञात कीजिए। केल्विन स्केलपाइप 2 में पारा (h) मौजूद है। h का उपयोग करके गैस के दबाव की गणना करें (मान लीजिए यह दबाव 2 या P है)।2)

केटिगादबाव और तापमान के बीच संबंध दर्शाने वाला ग्राफ बनाएं। नीचे उदाहरण देखें।

P1 बर्फ बिंदु तापमान (0) पर गैस का दबाव है oसी) और पी2 वाष्प बिंदु तापमान (100) पर गैस का दाब है oC). प्रतिच्छेदन बिंदु P को जोड़ने वाली एक रेखा खींचिए।1 0 के साथ oसी और पी मिलन बिंदु2 100 के साथ oसी. ग्राफ को देखकर, भले ही हमें केवल गैस का दबाव पता हो, तापमान को भी आसानी से जाना जा सकता है और यहां तक ​​कि उसका अनुमान भी लगाया जा सकता है।

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केल्विन स्केल

यदि ऊपर दिए गए ग्राफ पर तिरछी रेखा को तब तक खींचा जाए जब तक वह T-अक्ष को प्रतिच्छेद न कर दे। oC, तो जब गैस का दाब = 0 होता है, तो गैस का तापमान = -273,15 होता है। oC. हम सोच सकते हैं कि 0°C पर किसी गैस का तापमान स्थिर आयतन वाले गैस थर्मामीटर के अंदर मौजूद गैस के प्रकार के आधार पर बदलता रहता है। प्रायोगिक रूप से, भले ही गैस का प्रकार अलग हो, जब गैस का दाब शून्य होता है, तो तापमान हमेशा -273,15°C होता है। oC. इस प्रकार, हम इस तापमान को मानक तापमान पैमाने (जिसे परम शून्य भी कहा जाता है) के रूप में उपयोग कर सकते हैं। इस परम शून्य तापमान को परम पैमाना या केल्विन पैमाना कहा जाता है। केल्विन का नाम पूर्व ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी लॉर्ड केल्विन (1824-1907) के नाम पर रखा गया है।

इस पैमाने पर तापमान को केल्विन (K) में व्यक्त किया जाता है, न कि डिग्री केल्विन में।oडिग्री के बीच का अंतराल सेल्सियस पैमाने के समान ही है, लेकिन शून्य मान को 0 K पर स्थानांतरित कर दिया गया है। इसलिए 0 K = -273,15 oC और 273,15 K = 0 oसेल्सियस पैमाने पर तापमान को केल्विन पैमाने पर बदलने के लिए 273,15 जोड़ना होगा। इसी प्रकार, केल्विन पैमाने पर तापमान को सेल्सियस पैमाने पर बदलने के लिए 273,15 घटाना होगा।
टी (के) = टी (oसी) + 273,15
टी (oC) = T (K) – 273,15

उदाहरण प्रश्न 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
टी = 20 + 273
टी = 293 के

उदाहरण प्रश्न 1.20 oएफ = …. के

तापमान रूपांतरण प्रश्नों के उदाहरण - 3

संदर्भ