जर आपण वेगवेगळ्या प्रकारच्या तापमापकांचे, उदाहरणार्थ पाऱ्याचा तापमापक आणि अल्कोहोलचा तापमापक, अंशांकन केले , तर दोन्ही तापमापकांचे अंशांकन फक्त ० ° C (किंवा ३२ ° F) आणि १०० ° C (किंवा २१२ ° F) वर समान असते. जर आपण हवेचे तापमान मोजण्यासाठी दोन्ही तापमापकांचा वापर केला, तर प्रत्येक तापमापकाने दाखवलेले आकडे समान असतीलच असे नाही. असे होऊ शकते की पाऱ्याचा तापमापक ४८ ° C दाखवतो, तर अल्कोहोलचा तापमापक ४६ ° C दाखवतो. याचे कारण म्हणजे पारा आणि अल्कोहोल यांच्या प्रसरणाचा दर वेगवेगळा असतो. त्याचप्रमाणे इतर प्रकारच्या तापमापकांच्या बाबतीतही, जसे की बायमेटॅलिक तापमापक इत्यादी. अशा प्रकारे निर्धारित केलेले तापमानाचे अंशांकन हे वापरलेल्या सामग्रीच्या गुणधर्मांवर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असते.
पारंपरिक तापमापकाने तयार केलेल्या तापमान मापन पद्धतीमध्ये काही त्रुटी असल्यामुळे , आपल्याला एका मानक तापमापकाची गरज असते. मानक तापमापकामुळे, कोणत्याही पदार्थाच्या गुणधर्मांवर अवलंबून न राहता, आपल्याला अधिक अचूक तापमान मापन पद्धती स्थापित करता येते.
स्थिर-आकारमान वायू तापमापक हे जवळजवळ एक परिपूर्ण तापमापक आहे . स्थिर-आकारमान वायू तापमापकाचे कार्यतत्त्व खालीलप्रमाणे आहे: वायूचे आकारमान स्थिर, म्हणजेच अपरिवर्तित ठेवले जाते. तापमान वाढल्यास, वायूचा दाबही वाढतो.
पाईप १ आणि २ च्या आत पारा असतो. पाईप २ वर किंवा खाली करून वायूचे आकारमान स्थिर ठेवले जाते, जेणेकरून पाईप १ मधील पाऱ्याची पातळी नेहमी संदर्भ चिन्हावर राहील. तापमान वाढल्यास, नळीमधील वायूचा दाबही वाढतो. त्यामुळे, वायूचे आकारमान स्थिर राहावे यासाठी पाईप २ अधिक उंच उचलावा लागतो. पाईप २ मधील पाऱ्याच्या स्तंभाची उंची (h) मोजून वायूचा दाब निश्चित करता येतो. हाताने मोजण्याची पद्धत वापरत असल्यास, फक्त लक्षात ठेवा की ७६० मिमी उंचीचा पाऱ्याचा स्तंभ म्हणजे १ atm (१ ॲटमॉस्फियर) दाब. अत्याधुनिक स्थिर आकारमान वायू तापमापकांमध्ये आधीपासूनच दाबमापक असतो. वायू असलेले पात्र देखील अशा प्रकारे तयार केलेले असते की वायूचे आकारमान नेहमी स्थिर राहते. त्यामुळे फक्त दाबातील बदल मोजला जातो.
स्थिर-आकारमान वायू तापमापकाचे अंशांकन करण्यासाठी, आपण दोन तापमानांवर वायूचा दाब मोजू शकतो. उदाहरणार्थ, आपण हिमबिंदू आणि बाष्पबिंदू तापमान वापरूया. स्थिर-आकारमान वायू तापमापकांचे अंशांकन १ atm दाबावर केले जाते. तापमापकाचे अंशांकन करण्याच्या पायऱ्या खालीलप्रमाणे आहेत.
सर्वप्रथम, गॅस सिलेंडर बर्फ आणि पाणी असलेल्या कंटेनरमध्ये ठेवला जातो. गॅसचे आकारमान स्थिर ठेवले जाते, म्हणून पाईप २ खाली करावा लागतो जेणेकरून पाईप १ मधील पाऱ्याची पातळी संदर्भ बिंदूवर राहील. जर गॅसचे आकारमान बदलले नसेल, तर पाईप २ मधील पाऱ्याच्या स्तंभाची उंची (h) नोंदवा. दाब मोजण्यासाठी h चा वापर करा. जर अत्याधुनिक स्थिर आकारमान गॅस थर्मामीटर वापरत असाल, तर गॅसने भरलेला सिलेंडर थेट बर्फ आणि पाणी असलेल्या कंटेनरमध्ये बुडवला जातो. तिथे आधीच एक दाबमापक असतो. गॅसचा दाब नोंदवा (समजा हा दाब १ किंवा P 1 आहे ).
दुसरे, गरम होत असलेल्या पाण्याच्या भांड्यात एक गॅस सिलेंडर ठेवला जातो. गॅसचे आकारमान स्थिर ठेवण्यासाठी, पाईप २ वर उचलला जातो जेणेकरून पाईप १ मधील पाऱ्याची पातळी संदर्भ बिंदूवर राहील. जर गॅसचे आकारमान बदलले नाही, तर पाण्याच्या स्तंभाची उंची नोंदवा.
पाईप २ मधील पारा (h). वायूचा दाब मोजण्यासाठी h चा वापर करा (समजा हा दाब २ किंवा P आहे).2)
तिसरे , दाब आणि तापमान यांच्यातील संबंध दर्शवणारा आलेख तयार करा. खालील उदाहरण पहा.
P1 हा बर्फबिंदू तापमानावर (0 ° C) असलेला वायूचा दाब आहे आणि P2 हा बाष्पबिंदू तापमानावर (100 ° C) असलेला वायूचा दाब आहे. P1 आणि 0 ° C यांच्या छेदनबिंदूला आणि P2 व 100°C यांच्या छेदनबिंदूला जोडणारी एक रेषा काढा. आलेखाचा संदर्भ घेऊन , जरी आपल्याला फक्त वायूचा दाब माहित असला तरी, तापमान देखील सहजपणे कळू शकते आणि त्याचा अंदाजही लावता येतो.
केल्विन स्केल
जर वरील आलेखावरील तिरकस रेषा T ° C अक्षाला छेदेल अशी काढली, तर जेव्हा वायूचा दाब = 0 असतो, तेव्हा वायूचे तापमान = -273,15 ° C असते. कदाचित आपल्याला असे वाटेल की, स्थिर आकारमानाच्या वायू तापमापकाच्या नळीतील वायूच्या प्रकारानुसार 0 दाबावरील वायूचे तापमान बदलते. प्रयोगांवर आधारित, वायूचा प्रकार वेगळा असला तरी, जेव्हा वायूचा दाब शून्य होतो, तेव्हा तापमान नेहमी -273,15 ° C असते. त्यामुळे, आपण हे तापमान एक मानक तापमान मापक म्हणून वापरू शकतो (याला निरपेक्ष शून्य तापमान असेही म्हणतात). हे निरपेक्ष शून्य तापमान 'निरपेक्ष मापक' या टोपणनावाने किंवा 'केल्विन मापक' म्हणून ओळखले जाते. केल्विन हे नाव दिवंगत लॉर्ड केल्विन (१८२४-१९०७) या माजी ब्रिटिश भौतिकशास्त्रज्ञांच्या नावावरून ठेवण्यात आले आहे.
या मापनपद्धतीनुसार, तापमान केल्विन (K) मध्ये व्यक्त केले जाते, केल्विन अंशांमध्ये (degrees) नाही.oके). अंशांमधील अंतर सेल्सिअस प्रमाणाप्रमाणेच आहे, परंतु शून्य मूल्य 0 K वर सरकवले आहे. म्हणून 0 K = -273,15 oC आणि 273,15 K = 0 oC. सेल्सिअस स्केलवरील तापमानात २७३.१५ मिळवून ते केल्विन स्केलमध्ये रूपांतरित करता येते. त्याचप्रमाणे, केल्विन स्केलवरील तापमानातून २७३.१५ वजा करून ते सेल्सिअस स्केलमध्ये रूपांतरित करता येते.
टी (के) = टी (oC) + 273,15
टी (oC) = T (K) – 273,15
उदाहरण प्रश्न १.२० oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = ५० + २७३
टी = ८१० के
उदाहरण प्रश्न २. ८० ° फॅ = …. केल्विन
