Եթե մենք կարգաբերենք տարբեր տեսակի ջերմաչափեր, օրինակ՝ սնդիկային և սպիրտային ջերմաչափերը, երկու ջերմաչափերի սանդղակները նույնն են միայն 0 ° C (կամ 32 ° F) և 100 ° C (կամ 212 ° F) ջերմաստիճաններում: Եթե մենք օգտագործենք երկու ջերմաչափերն էլ օդի ջերմաստիճանը չափելու համար, յուրաքանչյուր ջերմաչափի ցույց տված թվերը պարտադիր չէ, որ նույնը լինեն: Հնարավոր է, որ սնդիկային ջերմաչափը ցույց տա 48 ° C, մինչդեռ սպիրտային ջերմաչափը՝ 46 ° C: Դա պայմանավորված է նրանով, որ սնդիկի և սպիրտի ընդարձակման արագությունը տարբեր է: Նմանապես, այլ տեսակի ջերմաչափերի դեպքում, ինչպիսիք են երկմետաղական ջերմաչափերը և այլն: Այս կերպ որոշվող ջերմաստիճանի սանդղակը շատ կախված է օգտագործվող նյութերի հատկություններից:
Քանի որ սովորական ջերմաչափով սահմանված ջերմաստիճանի սանդղակն ունի իր թերությունները, մեզ անհրաժեշտ է ստանդարտ ջերմաչափ: Ստանդարտ ջերմաչափը թույլ է տալիս սահմանել ավելի ճշգրիտ ջերմաստիճանի սանդղակ՝ առանց նյութի հատկություններին հույսը դնելու:
Գրեթե կատարյալ ջերմաչափ է հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափը ։ Հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափի աշխատանքի սկզբունքը հետևյալն է. գազի ծավալը պահպանվում է հաստատուն կամ անփոփոխ։ Ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց մեծանում է նաև գազի ճնշումը։
Խողովակներ 1-ի և 2-ի ներսում կա սնդիկ։ Գազի ծավալը պահպանվում է հաստատուն՝ խողովակ 2-ը բարձրացնելով կամ իջեցնելով, որպեսզի խողովակ 1-ում սնդիկի մակարդակը միշտ լինի հենակետային նշագծի վրա։ Եթե ջերմաստիճանը բարձրանում է, խողովակում գազի ճնշումը նույնպես մեծանում է։ Հետևաբար, խողովակ 2-ը պետք է բարձրացվի ավելի բարձր, որպեսզի գազի ծավալը մնա հաստատուն։ Գազի ճնշումը կարելի է որոշել խողովակ 2-ում սնդիկի սյան բարձրությունը (h) կարդալով։ Եթե օգտագործում եք ձեռքով մեթոդը, պարզապես հիշեք, որ 760 մմ բարձրությամբ սնդիկի սյունը = 1 մթնոլորտ (1 մթնոլորտ) ճնշում։ Բարդ հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափերում արդեն իսկ կա ճնշման հաշվիչ։ Գազը պարունակող տարան նույնպես նախագծված է այնպես, որ գազը միշտ ունենա հաստատուն ծավալ։ Այսպիսով, չափվում է միայն ճնշման փոփոխությունը։
Հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափը կարգավորելու համար մենք կարող ենք չափել գազի ճնշումը երկու ջերմաստիճաններում: Օրինակ, օգտագործենք սառույցի հալման և գոլորշու ջերմաստիճանները: Հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափերը կարգավորված են 1 մթնոլորտային ճնշման տակ: Ջերմաչափը կարգավորելու քայլերը հետևյալն են:
Նախ, գազի բալոնը տեղադրվում է սառույց և ջուր պարունակող տարայի մեջ։ Գազի ծավալը պահպանվում է հաստատուն, հետևաբար, խողովակ 2-ը պետք է իջեցվի, որպեսզի խողովակ 1-ում սնդիկի մակարդակը մնա հենակետային կետում։ Եթե գազի ծավալը չի փոխվել, գրանցեք խողովակ 2-ում սնդիկի սյան բարձրությունը (h): Օգտագործեք h-ը՝ ճնշումը հաշվարկելու համար։ Եթե օգտագործում եք բարդ հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափ, գազով լցված բալոնը անմիջապես ընկղմվում է սառույց և ջուր պարունակող տարայի մեջ։ Արդեն իսկ կա ճնշման չափիչ։ Գրանցեք գազի ճնշումը (ասենք՝ սա ճնշում 1 է կամ P1 ) :
Երկրորդ, Գազի բալոնը տեղադրվում է տաքացվող ջուր պարունակող տարայի մեջ։ Գազի ծավալը հաստատուն պահելու համար խողովակ 2-ը բարձրացվում է այնպես, որ խողովակ 1-ում սնդիկի մակարդակը մնա հենակետային կետում։ Եթե գազի ծավալը մնում է անփոփոխ, գրանցեք ջրի սյան բարձրությունը։
սնդիկ (h) խողովակ 2-ում։ Օգտագործեք h-ը՝ գազի ճնշումը հաշվարկելու համար (ենթադրենք, որ սա ճնշում 2 է կամ P2)
Երրորդ , ստեղծեք գրաֆիկ, որը ցույց է տալիս ճնշման և ջերմաստիճանի միջև եղած կապը: Տես ստորև բերված օրինակը:
P1- ը գազի ճնշումն է սառցակալման կետի ջերմաստիճանում (0 ° C), իսկ P2- ը ՝ գազի ճնշումը գոլորշու կետի ջերմաստիճանում (100 ° C): Գծեք գիծ, որը միացնում է P1-ի հատման կետը 0 °C-ի և P2-ի հատման կետը 100 ° C- ի հետ: Գրաֆիկին դիմելով՝ չնայած մենք գիտենք միայն գազի ճնշումը, ջերմաստիճանը նույնպես կարելի է հեշտությամբ իմանալ և նույնիսկ կանխատեսել:
Կելվինի սանդղակ
Եթե վերևում պատկերված գրաֆիկի թեք գիծը գծված է T o C առանցքը հատելու համար, ապա երբ գազի ճնշումը = 0 է, գազի ջերմաստիճանը = -273,15 o C: Հնարավոր է, որ մենք մտածենք, որ գազի ջերմաստիճանը 0 ճնշման դեպքում տատանվում է՝ կախված հաստատուն ծավալի գազային ջերմաչափի խողովակում գազի տեսակից: Փորձերի հիման վրա, չնայած գազի տեսակը տարբեր է, երբ գազի ճնշումը դառնում է զրո, ջերմաստիճանը միշտ -273,15 o C է: Այսպիսով, մենք կարող ենք օգտագործել այս ջերմաստիճանը որպես ստանդարտ ջերմաստիճանի սանդղակ (հայտնի է նաև որպես բացարձակ զրոյական ջերմաստիճան): Այս բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանը հայտնի է որպես բացարձակ սանդղակի մականուն կամ Կելվինի սանդղակ: Կելվինը հանգուցյալ լորդ Կելվինի (1824-1907) անունն է, որը նախկին բրիտանացի ֆիզիկոս էր:
Այս սանդղակում ջերմաստիճանը արտահայտվում է Կելվինով (K), այլ ոչ թե Կելվինի աստիճաններով (oԿ)։ Աստիճանների միջև ընկած ժամանակահատվածը նույնն է, ինչ Ցելսիուսի սանդղակում, բայց զրոյական արժեքը տեղափոխվում է 0 Կ։ Այսպիսով, 0 Կ = -273,15 oC և 273,15 K = 0 oԳ. Ցելսիուսի սանդղակով ջերմաստիճանը կարելի է վերածել Կելվինի սանդղակի՝ ավելացնելով 273,15: Նմանապես, Կելվինի սանդղակով ջերմաստիճանը կարելի է վերածել Ցելսիուսի սանդղակի՝ հանելով 273,15:
T (K) = T (oԳ) + 273,15
T (oԳ) = Տ (Կ) – 273,15
Օրինակ հարց 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293 Կ
Օրինակ՝ հարց 2։ 80 ° F = ….K
