ਜੇਕਰ ਅਸੀਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਥਰਮਾਮੀਟਰਾਂ ਨੂੰ ਕੈਲੀਬ੍ਰੇਟ ਕਰਦੇ ਹਾਂ , ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਪਾਰਾ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਅਤੇ ਇੱਕ ਅਲਕੋਹਲ ਥਰਮਾਮੀਟਰ, ਤਾਂ ਦੋਵਾਂ ਥਰਮਾਮੀਟਰਾਂ ਦੇ ਪੈਮਾਨੇ ਸਿਰਫ਼ 0 o C (ਜਾਂ 32 o F) ਅਤੇ 100 o C (ਜਾਂ 212 o F) 'ਤੇ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਜੇਕਰ ਅਸੀਂ ਹਵਾ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਲਈ ਦੋਵੇਂ ਥਰਮਾਮੀਟਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ ਹਰੇਕ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਏ ਗਏ ਅੰਕੜੇ ਜ਼ਰੂਰੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਨਹੀਂ ਹੋਣਗੇ। ਇਹ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪਾਰਾ ਥਰਮਾਮੀਟਰ 48 o C ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਅਲਕੋਹਲ ਥਰਮਾਮੀਟਰ 46 o C ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਪਾਰਾ ਅਤੇ ਅਲਕੋਹਲ ਦੀ ਫੈਲਾਅ ਦਰ ਵੱਖਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹੋਰ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਥਰਮਾਮੀਟਰਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬਾਈਮੈਟਲਿਕ ਥਰਮਾਮੀਟਰ, ਆਦਿ ਦੇ ਨਾਲ। ਇਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਨਿਰਧਾਰਤ ਤਾਪਮਾਨ ਪੈਮਾਨਾ ਵਰਤੇ ਗਏ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਗੁਣਾਂ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਕਿਉਂਕਿ ਇੱਕ ਰਵਾਇਤੀ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਸਥਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਤਾਪਮਾਨ ਪੈਮਾਨੇ ਦੀਆਂ ਆਪਣੀਆਂ ਕਮੀਆਂ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਸਾਨੂੰ ਇੱਕ ਮਿਆਰੀ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਇੱਕ ਮਿਆਰੀ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਸਾਨੂੰ ਕਿਸੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਗੁਣਾਂ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਇੱਕ ਵਧੇਰੇ ਸਟੀਕ ਤਾਪਮਾਨ ਪੈਮਾਨਾ ਸਥਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।
ਇੱਕ ਲਗਭਗ ਸੰਪੂਰਨ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਸਥਿਰ-ਆਵਾਜ਼ ਵਾਲਾ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ । ਇੱਕ ਸਥਿਰ-ਆਵਾਜ਼ ਵਾਲਾ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਹੈ: ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਸਥਿਰ ਰੱਖੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਾਂ ਬਿਨਾਂ ਬਦਲਾਅ ਦੇ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵੀ ਵਧਦਾ ਹੈ।
ਪਾਈਪ 1 ਅਤੇ 2 ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਾਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਾਈਪ 2 ਨੂੰ ਵਧਾ ਕੇ ਜਾਂ ਘਟਾ ਕੇ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਸਥਿਰ ਰੱਖੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਪਾਈਪ 1 ਵਿੱਚ ਪਾਰਾ ਦਾ ਪੱਧਰ ਹਮੇਸ਼ਾ ਸੰਦਰਭ ਚਿੰਨ੍ਹ 'ਤੇ ਰਹੇ। ਜੇਕਰ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਟਿਊਬ ਵਿੱਚ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵੀ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਪਾਈਪ 2 ਨੂੰ ਉੱਚਾ ਚੁੱਕਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਸਥਿਰ ਰਹੇ। ਪਾਈਪ 2 ਵਿੱਚ ਪਾਰਾ ਕਾਲਮ (h) ਦੀ ਉਚਾਈ ਪੜ੍ਹ ਕੇ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਦਸਤੀ ਵਿਧੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਰਹੇ ਹੋ, ਤਾਂ ਯਾਦ ਰੱਖੋ ਕਿ 760 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਉੱਚਾ ਪਾਰਾ ਕਾਲਮ = 1 atm (1 ਵਾਯੂਮੰਡਲ) ਦਬਾਅ। ਆਧੁਨਿਕ ਸਥਿਰ ਵਾਲੀਅਮ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਇੱਕ ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ ਕਾਊਂਟਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਗੈਸ ਵਾਲੇ ਕੰਟੇਨਰ ਨੂੰ ਵੀ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ ਗੈਸ ਦਾ ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਵਾਲੀਅਮ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ ਜੋ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਉਹ ਸਿਰਫ਼ ਦਬਾਅ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਹੈ।
ਇੱਕ ਸਥਿਰ-ਆਵਾਜ਼ ਵਾਲੇ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਨੂੰ ਕੈਲੀਬਰੇਟ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਦੋ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਗੈਸ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਮਾਪ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਆਓ ਬਰਫ਼ ਬਿੰਦੂ ਅਤੇ ਭਾਫ਼ ਬਿੰਦੂ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੀਏ। ਸਥਿਰ-ਆਵਾਜ਼ ਵਾਲੇ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰਾਂ ਨੂੰ 1 atm ਦੇ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਕੈਲੀਬਰੇਟ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਨੂੰ ਕੈਲੀਬਰੇਟ ਕਰਨ ਦੇ ਕਦਮ ਹੇਠ ਲਿਖੇ ਅਨੁਸਾਰ ਹਨ।
ਪਹਿਲਾਂ, ਗੈਸ ਸਿਲੰਡਰ ਨੂੰ ਬਰਫ਼ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਵਾਲੇ ਕੰਟੇਨਰ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਸਥਿਰ ਰੱਖੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਪਾਈਪ 2 ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਪਾਈਪ 1 ਵਿੱਚ ਪਾਰਾ ਦਾ ਪੱਧਰ ਸੰਦਰਭ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਰਹੇ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨਹੀਂ ਬਦਲੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਪਾਈਪ 2 ਵਿੱਚ ਪਾਰਾ ਕਾਲਮ (h) ਦੀ ਉਚਾਈ ਰਿਕਾਰਡ ਕਰੋ। ਦਬਾਅ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ h ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ। ਜੇਕਰ ਇੱਕ ਆਧੁਨਿਕ ਸਥਿਰ ਵਾਲੀਅਮ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਰਹੇ ਹੋ, ਤਾਂ ਗੈਸ ਨਾਲ ਭਰਿਆ ਸਿਲੰਡਰ ਸਿੱਧਾ ਬਰਫ਼ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਵਾਲੇ ਕੰਟੇਨਰ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਇੱਕ ਦਬਾਅ ਗੇਜ ਹੈ। ਗੈਸ ਦਬਾਅ ਰਿਕਾਰਡ ਕਰੋ (ਮੰਨ ਲਓ ਕਿ ਇਹ ਦਬਾਅ 1 ਜਾਂ P 1 ਹੈ )
ਦੂਜਾ, ਇੱਕ ਗੈਸ ਸਿਲੰਡਰ ਇੱਕ ਕੰਟੇਨਰ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪਾਣੀ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਰੱਖਣ ਲਈ, ਪਾਈਪ 2 ਨੂੰ ਉੱਚਾ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਪਾਈਪ 1 ਵਿੱਚ ਪਾਰਾ ਦਾ ਪੱਧਰ ਸੰਦਰਭ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਰਹੇ। ਜੇਕਰ ਗੈਸ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਬਦਲੀ ਨਹੀਂ ਜਾਂਦੀ, ਤਾਂ ਪਾਣੀ ਦੇ ਕਾਲਮ ਦੀ ਉਚਾਈ ਰਿਕਾਰਡ ਕਰੋ।
ਪਾਈਪ 2 ਵਿੱਚ ਪਾਰਾ (h)। ਗੈਸ ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ h ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰੋ (ਮੰਨ ਲਓ ਕਿ ਇਹ ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ 2 ਜਾਂ P ਹੈ)2)
ਤੀਜਾ , ਇੱਕ ਗ੍ਰਾਫ਼ ਬਣਾਓ ਜੋ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧ ਦੱਸਦਾ ਹੈ। ਹੇਠਾਂ ਉਦਾਹਰਣ ਵੇਖੋ।
P 1 ਬਰਫ਼ ਬਿੰਦੂ ਤਾਪਮਾਨ (0 o C) 'ਤੇ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਹੈ ਅਤੇ P 2 ਵਾਸ਼ਪ ਬਿੰਦੂ ਤਾਪਮਾਨ (100 o C) 'ਤੇ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਹੈ। P 1 ਦੇ ਇੰਟਰਸੈਕਸ਼ਨ ਬਿੰਦੂ ਨੂੰ 0 o C ਨਾਲ ਅਤੇ P 2 ਦੇ ਇੰਟਰਸੈਕਸ਼ਨ ਬਿੰਦੂ ਨੂੰ 100 o C ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਰੇਖਾ ਖਿੱਚੋ। ਗ੍ਰਾਫ ਦਾ ਹਵਾਲਾ ਦੇ ਕੇ, ਭਾਵੇਂ ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਜਾਣਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਭਵਿੱਖਬਾਣੀ ਵੀ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਕੈਲਵਿਨ ਸਕੇਲ
ਜੇਕਰ ਉੱਪਰ ਦਿੱਤੇ ਗ੍ਰਾਫ਼ 'ਤੇ ਤਿਰਛੀ ਰੇਖਾ T o C ਧੁਰੇ ਨੂੰ ਕੱਟਣ ਲਈ ਖਿੱਚੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ = 0, ਤਾਂ ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ = -273,15 o C। ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਅਸੀਂ ਸੋਚਦੇ ਹਾਂ ਕਿ 0 ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਸਥਿਰ ਵਾਲੀਅਮ ਗੈਸ ਥਰਮਾਮੀਟਰ ਟਿਊਬ ਵਿੱਚ ਗੈਸ ਦੀ ਕਿਸਮ ਦੇ ਅਧਾਰ 'ਤੇ ਬਦਲਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਭਾਵੇਂ ਗੈਸ ਦੀ ਕਿਸਮ ਵੱਖਰੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਗੈਸ ਦਾ ਦਬਾਅ ਜ਼ੀਰੋ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਪਮਾਨ ਹਮੇਸ਼ਾ -273,15 o C ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਅਸੀਂ ਇਸ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਇੱਕ ਮਿਆਰੀ ਤਾਪਮਾਨ ਸਕੇਲ (ਜਿਸਨੂੰ ਸੰਪੂਰਨ ਜ਼ੀਰੋ ਤਾਪਮਾਨ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ) ਵਜੋਂ ਵਰਤ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਇਸ ਸੰਪੂਰਨ ਜ਼ੀਰੋ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਸੰਪੂਰਨ ਸਕੇਲ ਉਪਨਾਮ ਜਾਂ ਕੈਲਵਿਨ ਸਕੇਲ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕੈਲਵਿਨ ਸਵਰਗੀ ਲਾਰਡ ਕੈਲਵਿਨ (1824-1907) ਦਾ ਨਾਮ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਸਾਬਕਾ ਬ੍ਰਿਟਿਸ਼ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨੀ ਸੀ।
ਇਸ ਪੈਮਾਨੇ 'ਤੇ, ਤਾਪਮਾਨ ਕੈਲਵਿਨ (K) ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਡਿਗਰੀ ਕੈਲਵਿਨ (oK) ਡਿਗਰੀਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਅੰਤਰਾਲ ਸੈਲਸੀਅਸ ਪੈਮਾਨੇ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ, ਪਰ ਜ਼ੀਰੋ ਮੁੱਲ 0 K ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ 0 K = -273,15 oC ਅਤੇ 273,15 K = 0 oC. ਸੈਲਸੀਅਸ ਸਕੇਲ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ 273,15 ਜੋੜ ਕੇ ਕੈਲਵਿਨ ਸਕੇਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਕੈਲਵਿਨ ਸਕੇਲ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ 273,15 ਘਟਾ ਕੇ ਸੈਲਸੀਅਸ ਸਕੇਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਟੀ (ਕੇ) = ਟੀ (oਸੀ) + 273,15
ਟੀ (oਸੀ) = ਟੀ (ਕੇ) – 273,15
ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ 1.20 oਸੀ = …. ਕੇ
ਟੀ(ਕੇ) = ਟੀ(ਸੀ) + 273
ਟੀ = 20 + 273
ਟੀ = 293 ਕੇ
ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ 2. 80 o F = …. K
