Gaz termometri

Agar biz turli xil termometrlarni, masalan, simob termometrini va spirtli termometrni kalibrlasak , ikkala termometrning shkalasi faqat 0 o C (yoki 32 o F) va 100 o C (yoki 212 o F) da bir xil bo'ladi. Agar biz havo haroratini o'lchash uchun ikkala termometrdan foydalansak, har bir termometr ko'rsatgan raqamlar bir xil bo'lishi shart emas. Simob termometri 48 o C ni, spirtli termometr esa 46 o C ni ko'rsatishi mumkin. Buning sababi, simob va spirtning kengayish tezligi har xil. Xuddi shunday, bimetal termometrlar va boshqalar kabi boshqa turdagi termometrlarda ham. Shu tarzda aniqlangan harorat shkalasi ishlatiladigan materiallarning xususiyatlariga juda bog'liq.

An'anaviy termometr yordamida o'rnatilgan harorat shkalasining kamchiliklari borligi sababli , bizga standart termometr kerak. Standart termometr bizga materialning xususiyatlariga tayanmasdan aniqroq harorat shkalasini o'rnatish imkonini beradi.

Deyarli mukammal termometr doimiy hajmli gaz termometridir . Doimiy hajmli gaz termometrining ishlash printsipi quyidagicha: Gaz hajmi doimiy yoki o'zgarishsiz saqlanadi. Harorat oshishi bilan gaz bosimi ham oshadi.

Gaz termometri - 11 va 2-quvurlarning ichida simob bor. Gaz hajmi 2-quvurni ko'tarish yoki tushirish orqali doimiy ravishda saqlanadi, shunda 1-quvurdagi simob darajasi har doim mos yozuvlar belgisida bo'ladi. Agar harorat ko'tarilsa, quvurdagi gaz bosimi ham oshadi. Shuning uchun, gaz hajmi doimiy bo'lib qolishi uchun 2-quvurni yuqoriroqqa ko'tarish kerak. Gaz bosimini 2-quvurdagi simob ustunining (h) balandligini o'qish orqali aniqlash mumkin. Agar qo'lda usuldan foydalansangiz, shunchaki 760 mm balandlikdagi simob ustuni = 1 atm (1 atmosfera) bosim ekanligini unutmang. Murakkab doimiy hajmli gaz termometrlarida allaqachon bosim hisoblagichi mavjud. Gaz solingan idish ham gaz har doim doimiy hajmga ega bo'lishi uchun mo'ljallangan. Shunday qilib, faqat bosim o'zgarishi o'lchanadi.

Doimiy hajmli gaz termometrini kalibrlash uchun biz gaz bosimini ikki haroratda o'lchashimiz mumkin. Masalan, muz nuqtasi va bug' nuqtasi haroratidan foydalanaylik. Doimiy hajmli gaz termometrlari 1 atm bosimda kalibrlanadi. Termometrni kalibrlash bosqichlari quyidagicha.

Birinchidan, gaz balloni muz va suv solingan idishga joylashtiriladi. Gaz hajmi doimiy ravishda saqlanadi, shuning uchun 2-quvurni tushirish kerak, shunda 1-quvurdagi simob darajasi mos yozuvlar nuqtasida qoladi. Agar gaz hajmi o'zgarmagan bo'lsa, 2-quvurdagi simob ustunining balandligini (h) yozib oling. Bosimni hisoblash uchun h dan foydalaning. Agar murakkab doimiy hajmli gaz termometridan foydalanilsa, gaz bilan to'ldirilgan ballon to'g'ridan-to'g'ri muz va suv solingan idishga botiriladi. Bosim o'lchagich allaqachon mavjud. Gaz bosimini yozib oling (aytaylik, bu 1-bosim yoki P1 ).

Ikkinchidan, Gaz balloni isitilayotgan suv solingan idishga joylashtirilgan. Gaz hajmini doimiy ushlab turish uchun 2-quvur 1-quvurdagi simob darajasi mos yozuvlar nuqtasida qoladigan qilib ko'tariladi. Agar gaz hajmi o'zgarishsiz qolsa, suv ustunining balandligini yozib oling. Kelvin shkalasi2-quvurdagi simob (h). Gaz bosimini hisoblash uchun h dan foydalaning (aytaylik, bu 2-bosim yoki P2)

Uchinchidan , bosim va harorat o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatuvchi grafik yarating. Quyidagi misolga qarang.

P1 muz nuqtasi haroratidagi (0 o C) gaz bosimi va P2 bug 'nuqtasi haroratidagi (100 o C) gaz bosimi. P1 ning 0 o C bilan kesishish nuqtasini va P2 ning 100 o C bilan kesishish nuqtasini bog'lovchi chiziq chizing . Grafikka murojaat qilib, biz faqat gaz bosimini bilsak ham, haroratni osongina bilish va hatto bashorat qilish mumkin.

Kelvin shkalasi

Agar yuqoridagi grafikdagi qiyalik chiziq T o C o'qini kesish uchun chizilgan bo'lsa, u holda gaz bosimi = 0 bo'lganda, gaz harorati = -273,15 o C bo'ladi. Balki biz 0 bosimdagi gaz harorati doimiy hajmli gaz termometr naychasidagi gaz turiga qarab o'zgaradi deb o'ylashimiz mumkin. Tajribalarga asoslanib, gaz turi har xil bo'lsa ham, gaz bosimi nolga tenglashganda, harorat har doim -273,15 o C bo'ladi. Shunday qilib, biz bu haroratni standart harorat shkalasi (mutlaq nol harorat deb ham ataladi) sifatida ishlatishimiz mumkin. Bu mutlaq nol harorat mutlaq shkala laqabi yoki Kelvin shkalasi sifatida tanilgan. Kelvin - sobiq britaniyalik fizik marhum Lord Kelvinning (1824-1907) ismi.

Bu shkala bo'yicha harorat Kelvin (K) da ifodalanadi, Kelvin graduslarida emas (oK). Graduslar orasidagi interval Selsiy shkalasidagi kabi, lekin nol qiymati 0 K ga siljiydi. Shunday qilib, 0 K = -273,15 oC va 273,15 K = 0 oC. Selsiy shkalasidagi haroratni 273,15 ni qo'shish orqali Kelvin shkalasiga o'tkazish mumkin. Xuddi shunday, Kelvin shkalasidagi haroratni 273,15 ni ayirish orqali Selsiy shkalasiga o'tkazish mumkin.
T (K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) – 273,15

1.40-savolga misol oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293 K

2-savolga misol. 80 o F = …. K

Haroratni o'zgartirish muammosiga misol - 3

Malumot