Хийн термометр

Хэрэв бид мөнгөн усны термометр болон спиртийн термометр гэх мэт өөр өөр төрлийн термометрийг тохируулбал хоёр термометрийн масштаб нь зөвхөн 0 ° C (эсвэл 32 ° F) болон 100 ° C (эсвэл 212 ° F) температурт ижил байна. Хэрэв бид агаарын температурыг хэмжихэд хоёр термометрийг ашиглавал термометр бүрийн харуулсан тоо заавал ижил байх албагүй. Мөнгөн усны термометр 48 ° C, харин спиртийн термометр 46 ° C харуулж байж магадгүй юм. Учир нь мөнгөн ус болон спиртийн тэлэлтийн хурд өөр өөр байдаг. Үүнтэй адилаар хоёр металлын термометр гэх мэт бусад төрлийн термометрүүд ч мөн адил. Ийм байдлаар тодорхойлогдсон температурын масштаб нь ашигласан материалын шинж чанараас ихээхэн хамаардаг.

Уламжлалт термометр ашиглан тогтоосон температурын хэмжүүр нь сул талуудтай тул бидэнд стандарт термометр хэрэгтэй. Стандарт термометр нь материалын шинж чанарт найдахгүйгээр илүү нарийвчлалтай температурын хэмжүүрийг тогтоох боломжийг олгодог.

Бараг төгс термометр бол тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометр юм . Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометрийн ажиллах зарчим нь дараах байдалтай байна: Хийн эзэлхүүнийг тогтмол эсвэл өөрчлөгдөөгүй байлгана. Температур нэмэгдэхийн хэрээр хийн даралт мөн нэмэгддэг.

Хийн термометр - 11 ба 2-р хоолойн дотор мөнгөн ус байдаг. Хийн эзэлхүүнийг 2-р хоолойг дээшлүүлэх эсвэл буулгах замаар тогтмол байлгаж, ингэснээр 1-р хоолой дахь мөнгөн усны түвшин үргэлж лавлах тэмдэг дээр байх болно. Хэрэв температур нэмэгдвэл хоолой дахь хийн даралт мөн нэмэгдэнэ. Тиймээс хийн эзэлхүүнийг тогтмол байлгахын тулд 2-р хоолойг илүү өндөрт өргөх шаардлагатай. Хийн даралтыг 2-р хоолой дахь мөнгөн усны баганын өндрийг (h) уншиж тодорхойлж болно. Хэрэв гар аргаар ашиглах бол 760 мм өндөртэй мөнгөн усны багана = 1 атм (1 атмосфер) даралт гэдгийг санаарай. Нарийн төвөгтэй тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометрт аль хэдийн даралтын тоолуур байдаг. Хий агуулсан савыг мөн хий үргэлж тогтмол эзэлхүүнтэй байхаар зохион бүтээсэн. Тиймээс зөвхөн даралтын өөрчлөлтийг хэмждэг.

Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометрийг тохируулахын тулд бид хийн даралтыг хоёр температурт хэмжиж болно. Жишээлбэл, мөсний цэг ба уурын цэгийн температурыг ашиглая. Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометрийг 1 атм даралтад тохируулдаг. Термометрийг тохируулах алхамууд дараах байдалтай байна.

Эхлээд хийн цилиндрийг мөс, ус агуулсан саванд хийнэ. Хийн эзэлхүүнийг тогтмол байлгадаг тул 1-р хоолой дахь мөнгөн усны түвшин лавлах цэгт үлдэхийн тулд 2-р хоолойг буулгах ёстой. Хэрэв хийн эзэлхүүн өөрчлөгдөөгүй бол 2-р хоолой дахь мөнгөн усны баганын өндрийг (h) тэмдэглэнэ үү. Даралтыг тооцоолохын тулд h ашиглана уу. Хэрэв нарийн тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометр ашиглаж байгаа бол хийгээр дүүргэсэн цилиндрийг мөс, ус агуулсан саванд шууд дүрнэ. Даралт хэмжигч аль хэдийн байна. Хийн даралтыг тэмдэглэнэ үү (энэ нь 1-р даралт эсвэл P1 гэж бодъё ).

Хоёрдугаарт, Хийн цилиндрийг халааж буй устай саванд хийнэ. Хийн эзэлхүүнийг тогтмол байлгахын тулд 2-р хоолойг өргөж, 1-р хоолой дахь мөнгөн усны түвшин лавлах цэг дээр хэвээр байна. Хэрэв хийн эзэлхүүн өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал усны баганын өндрийг тэмдэглэнэ үү. Кельвиний хэмжээс2-р хоолой дахь мөнгөн ус (h). Хийн даралтыг тооцоолохын тулд h-г ашиглана уу (энэ нь 2-р даралт эсвэл P гэж бодъё)2)

Гуравдугаарт , даралт ба температурын хоорондын хамаарлыг харуулсан график үүсгэнэ үү. Доорх жишээг үзнэ үү.

P1 нь мөсний цэгийн температур (0 ° C) дахь хийн даралт , P2 нь уурын цэгийн температур (100 ° C) дахь хийн даралт юм. P1- ийн 0 ° C-тай огтлолцох цэг болон P2-ийн 100°C-тай огтлолцох цэгийг холбосон шугам зур . Графикийг ашигласнаар бид зөвхөн хийн даралтыг мэддэг ч температурыг амархан мэдэж, бүр урьдчилан таамаглаж болно.

Кельвиний хэмжээс

Хэрэв дээрх график дээрх ташуу шугамыг T o C тэнхлэгтэй огтлолцохоор зурсан бол хийн даралт = 0 үед хийн температур = -273,15 o C байна. Магадгүй бид 0 даралттай үед хийн температур нь тогтмол эзэлхүүнтэй хийн термометрийн хоолой дахь хийн төрлөөс хамаарч өөр өөр байдаг гэж бодож магадгүй юм. Туршилтад үндэслэн хийн төрөл өөр байсан ч хийн даралт тэг болоход температур үргэлж -273,15 o C байдаг. Тиймээс бид энэ температурыг стандарт температурын хэмжүүр (мөн абсолют тэг температур гэж нэрлэдэг) болгон ашиглаж болно. Энэхүү абсолют тэг температурыг абсолют хэмжүүрийн хоч буюу Келвины хэмжүүр гэж нэрлэдэг. Келвин бол Британийн физикч асан Лорд Келвиний (1824-1907) нэр юм.

Энэ хэмжүүр дээр температурыг градусаар биш, харин Кельвин (K)-ээр илэрхийлнэ.oК). Градусын хоорондох зай нь Цельсийн шаталбартай ижил боловч тэг утга нь 0 К болж шилждэг. Тиймээс 0 К = -273,15 oC ба 273,15 K = 0 oC. Цельсийн шаталбар дахь температурыг 273,15-г нэмж Кельвиний шаталбар болгон хөрвүүлж болно. Үүнтэй адилаар Кельвиний шаталбар дахь температурыг 273,15-г хасаж Цельсийн шаталбар болгон хөрвүүлж болно.
Т (К) = Т (oC) + 273,15
Т (oC) = T (K) – 273,15

Жишээ асуулт 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
Т = 20 + 273
Т = 293 К

Жишээ асуулт 2. 80 o F = …. K

Температурын хувиргалтын асуултуудын жишээ - 3

Лавлагаа