Газ термометри

Эгерде биз ар кандай типтеги термометрлерди, мисалы, сымап термометрин жана спирт термометрин калибрлесек , эки термометрдин тең шкаласы 0 ° C (же 32 ° F) жана 100 ° C (же 212 ° F) температурада гана бирдей болот. Эгерде биз абанын температурасын өлчөө үчүн эки термометрди тең колдонсок, ар бир термометр көрсөткөн сандар сөзсүз түрдө бирдей болбойт. Сымап термометри 48 ° C, ал эми спирт термометри 46 ° C көрсөтүп жатышы мүмкүн. Бул сымап менен спирттин кеңейүү ылдамдыгы ар башка болгондуктан болот. Ошондой эле, башка термометр түрлөрүндө, мисалы, биметаллдык термометрлерде ж.б. ушундай жол менен аныкталган температура шкаласы колдонулган материалдардын касиеттерине абдан көз каранды.

Кадимки термометрди колдонуу менен орнотулган температура шкаласы кемчиликтерге ээ болгондуктан , бизге стандарттуу термометр керек. Стандарттуу термометр материалдын касиеттерине таянбастан, температуранын так шкаласын орнотууга мүмкүндүк берет.

Дээрлик идеалдуу термометр - бул туруктуу көлөмдөгү газ термометри . Туруктуу көлөмдөгү газ термометринин иштөө принциби төмөнкүдөй: Газдын көлөмү туруктуу же өзгөрүүсүз сакталат. Температура жогорулаган сайын газдын басымы да жогорулайт.

Газ термометри - 11 жана 2-түтүктөрдүн ичинде сымап бар. Газдын көлөмү 2-түтүктү көтөрүү же түшүрүү менен туруктуу кармалат, ошондо 1-түтүктөгү сымаптын деңгээли ар дайым эталондук белгиде болот. Эгерде температура жогоруласа, түтүктөгү газдын басымы да жогорулайт. Ошондуктан, газдын көлөмү туруктуу бойдон калышы үчүн 2-түтүктү жогору көтөрүү керек. Газдын басымын 2-түтүктөгү сымап мамычасынын бийиктигин (h) окуу менен аныктоого болот. Кол менен башкаруу ыкмасын колдонсоңуз, 760 мм бийиктиктеги сымап мамычасынын басымы 1 атм (1 атмосфера) экенин унутпаңыз. Татаал туруктуу көлөмдөгү газ термометрлеринде басым эсептегич мурунтан эле бар. Газ салынган идиш дагы газдын көлөмү дайыма туруктуу болушу үчүн иштелип чыккан. Ошентип, басымдын өзгөрүшү гана өлчөнөт.

Туруктуу көлөмдөгү газ термометрин калибрлөө үчүн, биз газ басымын эки температурада өлчөй алабыз. Мисалы, муз жана буу чекиттеринин температурасын колдонолу. Туруктуу көлөмдөгү газ термометрлери 1 атм басымда калибрленет. Термометрди калибрлөө кадамдары төмөнкүдөй.

Алгач, газ баллону муз жана суу салынган идишке салынат. Газдын көлөмү туруктуу кармалат, ошондуктан 2-түтүктү 1-түтүктөгү сымаптын деңгээли эталондук чекитте калышы үчүн төмөндөтүү керек. Эгерде газдын көлөмү өзгөрбөсө, 2-түтүктөгү сымап мамычасынын бийиктигин (h) жазыңыз. Басымды эсептөө үчүн h колдонуңуз. Эгерде татаал туруктуу көлөмдөгү газ термометрин колдонсоңуз, газ толтурулган баллон түз эле муз жана суу салынган идишке чөмүлөт. Басым өлчөгүч бар. Газ басымын жазыңыз (бул 1-басым же P1 деп коёлу ).

Экинчи, Газ баллону жылытылып жаткан суу куюлган идишке салынат. Газдын көлөмүн туруктуу кармап туруу үчүн, 2-түтүк 1-түтүктөгү сымаптын деңгээли баштапкы чекитте кала тургандай кылып көтөрүлөт. Эгерде газдын көлөмү өзгөрүүсүз калса, суу мамычанын бийиктигин жазып алыңыз. Кельвин шкаласы2-түтүктөгү сымап (h). Газ басымын эсептөө үчүн h колдонуңуз (айталы, бул 2-басым же P деп коёлу2)

Үчүнчүдөн , басым менен температуранын ортосундагы байланышты көрсөткөн график түзүңүз. Төмөндөгү мисалды караңыз.

P1 – муз температурасындагы (0 ° C) газ басымы, ал эми P2 – буу температурасындагы (100 ° C) газ басымы. P1 менен 0 ° C кесилишкен чекитин жана P2 менен 100°C кесилишкен чекитин туташтырган сызык сызыңыз. Графикке кайрылып , биз газ басымын гана билсек да, температураны оңой эле билип, ал тургай алдын ала айтууга болот.

Кельвин шкаласы

Эгерде жогорудагы графиктеги кыйгач сызык T o C огун кесилиш үчүн тартылса, анда газ басымы = 0 болгондо, газ температурасы = -273,15 o C болот. Балким, биз 0 басымдагы газ температурасы туруктуу көлөмдөгү газ термометринин түтүгүндөгү газдын түрүнө жараша өзгөрөт деп ойлошубуз мүмкүн. Эксперименттерге таянып, газдын түрү ар кандай болгону менен, газ басымы нөлгө жеткенде, температура ар дайым -273,15 o C болот. Ошентип, биз бул температураны стандарттуу температура шкаласы (абсолюттук нөл температурасы деп да аталат) катары колдоно алабыз. Бул абсолюттук нөл температура абсолюттук шкаланын лакап аты же Кельвин шкаласы катары белгилүү. Кельвин - мурдагы британиялык физиги маркум Лорд Кельвиндин (1824-1907) аты.

Бул шкала боюнча температура Кельвин градусу менен эмес, Кельвин (К) менен көрсөтүлөт.oК). Градустардын ортосундагы интервал Цельсий шкаласы боюнча бирдей, бирок нөлдүк маани 0 Кге жылдырылган. Ошентип, 0 К = -273,15 oC жана 273,15 K = 0 oC. Цельсий шкаласы боюнча температураны 273,15 кошуу менен Кельвин шкаласына айландырса болот. Ошо сыяктуу эле, Кельвин шкаласы боюнча температураны 273,15 кемитүү менен Цельсий шкаласына айландырса болот.
Т (К) = Т (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15

1.40-суроонун мисалы oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
Т = 20 + 273
T = 293 К

Мисал суроо 2. 80 o F = …. K

Температураны өзгөртүү маселесинин мисалы - 3

Referensi