Гасни термометар

Ако ми калибрација термометра који су различитих типова, на пример термометар са живом и термометар са алкохолом, скале оба термометра су исте само на 0 oC (или 32 oФ) и 100 oC (или 212 oФ). Ако користимо оба термометра за мерење температуре ваздуха, бројке које показује сваки термометар можда неће бити исте. Могло би бити... термометар жива показује број 48 oC, док алкохолни термометар показује 46 oC. То је зато што се брзине ширења живе и алкохола разликују. Исто важи и за друге врсте термометара, као што су биметални термометри итд. Температурна скала успостављена на овај начин у великој мери зависи од својстава коришћених материјала.

Карена температурна скала Пошто температура одређена конвенционалним термометром има своје недостатке, потребан нам је стандардни термометар. Поседовање стандардног термометра нам помаже да прецизније одредимо температурну скалу, без потребе да се ослањамо на својства материјала.

Скоро савршен термометар је гасни термометар константна запреминаПринцип рада гасног термометра константне запремине је следећи: Запремина гаса се одржава константном, односно непромењеном. Како се температура повећава, повећава се и притисак гаса.

Гасни термометар - 1Унутар цеви 1 и 2 налази се жива. Запремина гаса се одржава константном подизањем или спуштањем цеви 2 тако да ниво живе у цеви 1 увек буде на референтној ознаци. Ако се температура повећа, притисак гаса у цеви се такође повећава. Стога, цев 2 мора бити подигнута више како би запремина гаса остала константна. Притисак гаса се може одредити очитавањем висине стуба живе (h) у цеви 2. Ако користите ручну методу, само запамтите да стуб живе висине 760 mm = 1 atm (1 атмосфера) притиска. Код софистицираних гасних термометара константне запремине већ постоји бројач притиска. Посуда која садржи гас је такође дизајнирана тако да гас увек има константну запремину. Дакле, оно што се мери је само промена притиска.

ПРОЧИТАЈТЕ ТАКОЂЕ  Примене дигиталне технологије у свакодневном животу

Да бисмо калибрисали гасни термометар константне запремине, можемо мерити притисак гаса на две температуре. На пример, користићемо температуру тачке леда и тачке испаравања. Гасни термометри константне запремине се калибришу на притиску од 1 атм. Кораци за калибрацију термометра су следећи.

прво, Гасна боца се ставља у посуду која садржи лед и воду. Запремина гаса се одржава константном, тако да се цев 2 мора спустити тако да ниво живе у цеви 1 остане на референтној тачки. Ако се запремина гаса није променила, забележите висину стуба живе (h) у цеви 2. Користите h за израчунавање притиска. Ако користите софистицирани гасни термометар константне запремине, боца напуњена гасом је директно уроњена у посуду која садржи лед и воду. Већ постоји манометар. Забележите притисак гаса (рецимо да је ово притисак 1 или P1)

ПРОЧИТАЈТЕ ТАКОЂЕ  Примери угаоног померања и линеарног померања при кружном кретању

друго, Гасна боца се убацује у посуду која садржи воду која се загрева. Да би се одржала константна запремина гаса, цев 2 се подиже тако да ниво живе у цеви 1 остане на референтној тачки. Ако запремина гаса остане непромењена, забележите висину воденог стуба. Келвинова скалажива (h) у цеви 2. Користите h да израчунате притисак гаса (рецимо да је ово притисак 2 или P2)

Кетига, направите графикон који приказује везу између притиска и температуре. Погледајте пример испод.

P1 је притисак гаса на температури тачке леда (0 oЦ) и П2 је притисак гаса на температури тачке испаравања (100 oC). Нацртајте линију која повезује тачку пресека P.1 са 0 oМесто сусрета Ц и П2 са 100 oC. Позивајући се на графикон, иако знамо само притисак гаса, температура се такође може лако сазнати, па чак и предвидети.

ПРОЧИТАЈТЕ ТАКОЂЕ  Формула електричног потенцијала за четворотачкаста наелектрисања

Келвинова скала

Ако се коса линија на горњем графику повуче док не пресече Т-осу oC, онда када је притисак гаса = 0, температура гаса = -273,15 oC. Могли бисмо помислити да температура гаса на 0°C варира у зависности од врсте гаса унутар термометра са константном запремином. Експериментално, чак и ако је врста гаса другачија, када је притисак гаса нула, температура је увек -273,15°C. oC. Дакле, ову температуру можемо користити као стандардну температурну скалу (познату и као апсолутна нула). Ова апсолутна нула је позната као апсолутна скала, такође позната као Келвинова скала. Келвин је добио име по покојном лорду Келвину (1824–1907), бившем британском физичару.

На овој скали, температура се изражава у Келвинима (K), а не у степенима Келвина (oK). Интервал између степени је исти као на Целзијусовој скали, али је нулта вредност померена на 0 K. Дакле, 0 K = -273,15 oC и 273,15 K = 0 oC. Температура у Целзијусовим степеновима може се претворити у Келвинове степене додавањем 273,15. Слично томе, температура у Келвиновој скали може се претворити у Целзијусове степене одузимањем 273,15.
Т (К) = Т (oЦ) + 273,15
Т (oЦ) = Т (К) – 273,15

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

Пример питања 1.40 oF = ….K

Пример проблема конверзије температуре - 3

Референси