Гасен термометар

Ако калибрираме различни видови термометри, на пример живин термометар и алкохолен термометар, скалите на двата термометри се исти само на 0 ° C (или 32 ° F) и 100 ° C (или 212 ° F). Ако ги користиме двата термометри за мерење на температурата на воздухот, бројките што ги прикажува секој термометар нема нужно да бидат исти. Можеби живин термометар покажува 48 ° C, додека алкохолен термометар покажува 46 ° C. Ова е затоа што стапката на ширење на живата и алкохолот е различна. Истото важи и за другите видови термометри, како што се биметалните термометри итн. Температурната скала одредена на овој начин е многу зависна од својствата на употребените материјали.

Бидејќи температурната скала утврдена со конвенционален термометар има свои недостатоци, ни е потребен стандарден термометар. Стандардниот термометар ни овозможува да воспоставиме попрецизна температурна скала без да мора да се потпираме на својствата на материјалот.

Речиси совршен термометар е гасниот термометар со константен волумен . Принципот на работа на гасниот термометар со константен волумен е следниов: Волуменот на гасот се одржува константен или непроменет. Со зголемувањето на температурата, се зголемува и притисокот на гасот.

Гасен термометар - 1Внатре во цевките 1 и 2 има жива. Волуменот на гасот се одржува константен со подигнување или спуштање на цевката 2, така што нивото на жива во цевката 1 е секогаш на референтната ознака. Ако температурата се зголеми, притисокот на гасот во цевката исто така се зголемува. Затоа, цевката 2 мора да се подигне повисоко, така што волуменот на гасот останува константен. Притисокот на гасот може да се одреди со отчитување на висината на живината колона (h) во цевката 2. Ако го користите рачниот метод, само запомнете дека живина колона висока 760 mm = 1 atm (1 атмосфера) притисок. Во софистицираните гасни термометри со константен волумен веќе постои бројач на притисок. Садот што го содржи гасот е исто така дизајниран така што гасот секогаш има константен волумен. Значи, она што се мери е само промената на притисокот.

За калибрирање на гасен термометар со константен волумен, можеме да го измериме притисокот на гасот на две температури. На пример, да ги користиме температурите на точката на мраз и точката на пареа. Гасните термометри со константен волумен се калибрираат при притисок од 1 atm. Чекорите за калибрирање на термометар се следниве.

Прво, гасниот цилиндар се става во сад што содржи мраз и вода. Волуменот на гасот се одржува константен, затоа цевката 2 мора да се спушти така што нивото на жива во цевката 1 останува на референтната точка. Ако волуменот на гасот не се променил, запишете ја висината на живината колона (h) во цевката 2. Користете h за да го пресметате притисокот. Ако користите софистициран гасен термометар со константен волумен, цилиндарот исполнет со гас е директно потопен во садот што содржи мраз и вода. Веќе постои манометар. Запишете го притисокот на гасот (да речеме дека ова е притисок 1 или P1 ).

Второ, Боца со гас се вметнува во сад што содржи вода што се загрева. За да се одржи константен волумен на гасот, цевката 2 се крева така што нивото на жива во цевката 1 останува на референтната точка. Ако волуменот на гасот остане непроменет, запишете ја висината на водниот столб. Келвинова скалажива (h) во цевка 2. Користете h за да го пресметате притисокот на гасот (да речеме дека ова е притисок 2 или P2)

Трето , креирајте графикон што ја прикажува врската помеѓу притисокот и температурата. Видете го примерот подолу.

P1 е притисокот на гасот на температура на точката на ледење (0 ° C), а P2 е притисокот на гасот на температура на точката на пареа (100 ° C). Нацртајте линија што ја поврзува пресечната точка на P1 со 0 ° C и пресечната точка на P2 со 100 ° C. Со помош на графиконот, иако го знаеме само притисокот на гасот, температурата може лесно да се знае, па дури и да се предвиди.

Келвинова скала

Ако косата линија на графиконот погоре е нацртана така што ја сече оската T o C, тогаш кога притисокот на гасот е 0, температурата на гасот е -273,15 o C. Можеби мислиме дека температурата на гасот при притисок од 0 варира, во зависност од видот на гасот во цевката на термометарот за гас со константен волумен. Врз основа на експерименти, иако видот на гасот е различен, кога притисокот на гасот станува нула, температурата е секогаш -273,15 o C. Така, можеме да ја користиме оваа температура како стандардна температурна скала (исто така позната како апсолутна нулта температура). Оваа апсолутна нулта температура е позната како прекар на апсолутната скала или Келвинова скала. Келвин е името на покојниот Лорд Келвин (1824-1907), поранешен британски физичар.

На оваа скала, температурата се изразува во Келвини (K), а не во степени Келвини (oK). Интервалот помеѓу степените е ист како на Целзиусовата скала, но нултата вредност е поместена на 0 K. Значи 0 K = -273,15 oC и 273,15 K = 0 oC. Температурата на Целзиусова скала може да се претвори во Келвинова скала со додавање на 273,15. Слично на тоа, температурата на Келвинова скала може да се претвори во Целзиусова скала со одземање на 273,15.
Т (К) = Т (oВ) + 273,15
Т (oC) = T (K) – 273,15

Пример за прашање 1.40 oC = …. K
Т(К) = Т(Ц) + 273
Т = 20 + 273
Т = 293 К

Пример прашање 2. 80 ° F = ….K

Пример за проблем со конверзија на температура - 3

Референци