气体温度计

如果我们 校准温度计 例如,水银温度计和酒精温度计是不同类型的温度计,它们的刻度只有在 0 度时相同。 oC(或 32) oF) 和 100 oC(或 212) oF)如果我们用两个温度计测量空气温度,两个温度计显示的数值可能不同。可能是…… 温度计 水星显示数字48 o摄氏度,而酒精温度计显示46 oC. 这是因为汞和酒精的膨胀系数不同。其他类型的温度计,例如双金属温度计等,也存在同样的问题。由此建立的温度标度很大程度上取决于所用材料的性质。

林嘉欣 温度标尺 由于传统温度计测量温度存在缺陷,我们需要一个标准温度计。有了标准温度计,我们就无需依赖材料本身的特性,就能更精确地确定温度。

近乎完美的温度计是 气体温度计 恒容恒容气体温度计的工作原理如下:气体的体积保持恒定,随着温度升高,气体的压力也随之升高。

气体温度计 - 1管道 1 和 2 内装有水银。通过升高或降低管道 2,使管道 1 中的水银柱高度始终保持在参考标记处,从而保持气体体积恒定。如果温度升高,管道内的气体压力也会升高。因此,必须升高管道 2 的高度,以保持气体体积恒定。气体压力可以通过读取管道 2 中水银柱的高度 (h) 来确定。如果使用手动方法,只需记住 760 毫米高的水银柱对应 1 个大气压 (atm)。在精密的恒容气体温度计中,已经内置了压力计数器。盛装气体的容器也经过特殊设计,确保气体始终保持恒定的体积。因此,实际测量的只是压力的变化。

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要校准恒容气体温度计,我们可以测量两个温度下的气体压力。例如,我们可以测量冰点和汽化点温度。恒容气体温度计的校准压力为1个大气压。校准温度计的步骤如下。

第一, 将气瓶置于装有冰水的容器中。保持气体体积恒定,因此必须降低管道 2 的高度,使管道 1 中的水银柱高度保持在参考点。如果气体体积没有变化,记录管道 2 中水银柱的高度 (h)。使用 h 计算压力。如果使用精密的恒容气体温度计,则将充满气体的气瓶直接浸入装有冰水的容器中。容器中已装有压力表。记录气体压力(假设为压力 1 或 P)。1)

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第二, 将一个气瓶放入盛有正在加热的水的容器中。为了保持气体体积恒定,抬高管道 2,使管道 1 中的水银柱高度保持在参考点。如果气体体积保持不变,记录水柱的高度。 开尔文标度管道 2 中的汞柱高度 (h)。利用 h 计算气体压力(假设这是压力 2 或 P)。2)

第三绘制一张图表,显示压力和温度之间的关系。请参见以下示例。

P1 是冰点温度(0)时的气体压力 oC) 和 P2 是蒸气压,温度为(100) oC)画一条线连接交点 P。1 0 oC 和 P 交汇点2 100 oC. 通过参考图表,即使我们只知道气体压力,也可以很容易地知道甚至预测温度。

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开尔文标度

如果将上图中的斜线一直画到与 T 轴相交为止。 oC,则当气体压力为0时,气体温度为-273,15 oC. 我们可能会认为,在恒容气体温度计中,0°C 时气体的温度会因气体种类而异。但实验表明,即使气体种类不同,当气体压力为零时,温度始终为 -273,15°C。 oC. 因此,我们可以将此温度用作标准温标(也称为绝对零度)。这个绝对零度温度被称为绝对温标,也称为开尔文温标。开尔文以已故的英国物理学家开尔文勋爵(1824-1907)的名字命名。

在这个尺度上,温度以开尔文 (K) 表示,而不是度开尔文 (oK)。度数之间的间隔与摄氏度相同,但零点移至 0 K。因此,0 K = -273,15 oC 和 273,15 K = 0 oC. 摄氏温度可以通过加上 273,15 转换为开尔文温度。同样,开尔文温度可以通过减去 273,15 转换为摄氏温度。
T (K) = T (oC) + 273,15
T(oC) = T (K) – 273,15

例题 1.20 oC = …. K
T(K) = T(C) + 273
T = 20 + 273
T = 293K

例题 1.20 oF = …. K

温度换算题示例 - 3

Referensi