Termometru tal-gass

Jekk nikkalibraw tipi differenti ta' termometri, pereżempju termometru tal-merkurju u termometru tal-alkoħol, l-iskali taż-żewġ termometri huma l-istess biss f'0 ° C (jew 32 ° F) u 100 ° C (jew 212 ° F). Jekk nużaw iż-żewġ termometri biex inkejlu t-temperatura tal-arja, in-numri murija minn kull termometru mhux neċessarjament ikunu l-istess. Jista' jkun li t- termometru tal-merkurju juri 48 ° C, filwaqt li t-termometru tal-alkoħol juri 46 ° C. Dan għaliex ir-rata ta' espansjoni tal-merkurju u l-alkoħol hija differenti. L-istess japplika għal tipi oħra ta' termometri, bħal termometri bimetalliċi, eċċ. L-iskala tat-temperatura determinata b'dan il-mod tiddependi ħafna fuq il-proprjetajiet tal-materjali użati.

Minħabba li l-iskala tat-temperatura stabbilita bl-użu ta' termometru konvenzjonali għandha l-iżvantaġġi tagħha, neħtieġu termometru standard. Termometru standard jippermettilna nistabbilixxu skala tat-temperatura aktar preċiża mingħajr ma jkollna niddependu fuq il-proprjetajiet ta' materjal.

Termometru kważi perfett huwa t- termometru tal-gass b'volum kostanti . Il-prinċipju tat-tħaddim ta' termometru tal-gass b'volum kostanti huwa kif ġej: Il-volum tal-gass jinżamm kostanti, jew l-istess. Hekk kif tiżdied it-temperatura, tiżdied ukoll il-pressjoni tal-gass.

Termometru tal-gass - 1Ġewwa l-pajpijiet 1 u 2 hemm il-merkurju. Il-volum tal-gass jinżamm kostanti billi tittella’ jew titbaxxa l-pajp 2 sabiex il-livell tal-merkurju fil-pajp 1 ikun dejjem fil-marka ta’ referenza. Jekk it-temperatura tiżdied, il-pressjoni tal-gass fit-tubu tiżdied ukoll. Għalhekk, il-pajp 2 irid jittella’ aktar sabiex il-volum tal-gass jibqa’ kostanti. Il-pressjoni tal-gass tista’ tiġi ddeterminata billi taqra l-għoli tal-kolonna tal-merkurju (h) fil-pajp 2. Jekk qed tuża l-metodu manwali, ftakar biss li kolonna tal-merkurju ta’ 760 mm għolja = 1 atm (1 atmosfera) ta’ pressjoni. Fit-termometri tal-gass sofistikati b’volum kostanti diġà hemm counter tal-pressjoni. Il-kontenitur li fih il-gass huwa wkoll iddisinjat sabiex il-gass dejjem ikollu volum kostanti. Għalhekk dak li jitkejjel huwa biss il-bidla fil-pressjoni.

Biex nikkalibraw termometru tal-gass b'volum kostanti, nistgħu nkejlu l-pressjoni tal-gass f'żewġ temperaturi. Pereżempju, ejja nużaw it-temperaturi tal-punt tas-silġ u tal-punt tal-fwar. Termometri tal-gass b'volum kostanti huma kalibrati fi pressjoni ta' 1 atm. Il-passi biex nikkalibraw termometru huma kif ġej.

L-ewwel, iċ-ċilindru tal-gass jitqiegħed f'kontenitur li fih is-silġ u l-ilma. Il-volum tal-gass jinżamm kostanti, għalhekk il-pajp 2 irid jitbaxxa sabiex il-livell tal-merkurju fil-pajp 1 jibqa' fil-punt ta' referenza. Jekk il-volum tal-gass ma jkunx inbidel, irreġistra l-għoli tal-kolonna tal-merkurju (h) fil-pajp 2. Uża h biex tikkalkula l-pressjoni. Jekk tuża termometru tal-gass sofistikat b'volum kostanti, iċ-ċilindru mimli bil-gass jiġi mgħaddas direttament fil-kontenitur li fih is-silġ u l-ilma. Diġà hemm gauge tal-pressjoni. Irreġistra l-pressjoni tal-gass (ejja ngħidu li din hija l-pressjoni 1 jew P 1 )

It-tieni, Ċilindru tal-gass jiddaħħal f'kontenitur li fih ilma li qed jissaħħan. Biex jinżamm volum kostanti tal-gass, il-pajp 2 jittella' sabiex il-livell tal-merkurju fil-pajp 1 jibqa' fil-punt ta' referenza. Jekk il-volum tal-gass jibqa' l-istess, irreġistra l-għoli tal-kolonna tal-ilma. Skala Kelvinmerkurju (h) fil-pajp 2. Uża h biex tikkalkula l-pressjoni tal-gass (ejja ngħidu li din hija l-pressjoni 2 jew P2)

It-tielet , oħloq graff li jiddikjara r-relazzjoni bejn il-pressjoni u t-temperatura. Ara l-eżempju hawn taħt.

P1 hija l-pressjoni tal-gass fit-temperatura tal-punt tas-silġ (0 ° C) u P2 hija l-pressjoni tal-gass fit-temperatura tal-punt tal-fwar (100 ° C ). Pinġi linja li tgħaqqad il-punt ta' intersezzjoni ta' P1 ma ' 0 ° C u l-punt ta' intersezzjoni ta' P2 ma ' 100 ° C. Billi nirreferu għall-graff, anke jekk nafu biss il-pressjoni tal-gass, it-temperatura tista' wkoll tkun magħrufa faċilment u saħansitra mbassra.

Skala Kelvin

Jekk il-linja oblikwa fuq il-graff ta’ hawn fuq tinġibed biex tinterseka l-assi T o C, allura meta l-pressjoni tal-gass = 0, it-temperatura tal-gass = -273,15 o C. Forsi naħsbu li t-temperatura tal-gass fi pressjoni 0 tvarja, skont it-tip ta’ gass fit-tubu tat-termometru tal-gass b’volum kostanti. Abbażi tal-esperimenti, anke jekk it-tip ta’ gass huwa differenti, meta l-pressjoni tal-gass issir żero, it-temperatura dejjem tkun -273,15 o C. Għalhekk, nistgħu nużaw din it-temperatura bħala skala standard tat-temperatura (magħrufa wkoll bħala temperatura żero assoluta). Din it-temperatura żero assoluta hija magħrufa bħala l-laqam tal-iskala assoluta jew l-iskala Kelvin. Kelvin huwa l-isem tal-mibki Lord Kelvin (1824-1907), eks fiżiku Brittaniku.

Fuq din l-iskala, it-temperatura hija espressa f'Kelvin (K), mhux gradi Kelvin (oK). L-intervall bejn il-gradi huwa l-istess bħal fuq l-iskala Celsius, iżda l-valur żero jiġi mċaqlaq għal 0 K. Għalhekk 0 K = -273,15 oĊ u 273,15 K = 0 oC. It-temperatura fl-iskala Celsius tista' tiġi kkonvertita għall-iskala Kelvin billi żżid 273,15. Bl-istess mod, it-temperatura fl-iskala Kelvin tista' tiġi kkonvertita għall-iskala Celsius billi tnaqqas 273,15.
T(K) = T(oĊ) + 273,15
T (oĊ) = T (K) – 273,15

Eżempju ta' mistoqsija 1.20 oĊ = …. K
T(K) = T(Ċ) + 273
T = 20 + 273
T = 293 K

Eżempju ta' mistoqsija 2. 80 ° F = …. K

Eżempju ta' mistoqsijiet dwar il-konverżjoni tat-temperatura - 3

Referensi