Навигация
1.2 Принципы термометрии .
1.2.1.Термометрические параметры.
Измерение температуры обычно производится косвенным путём, т. е. не сводится к измерению кинетической энергии молекул. Оно основывается на измерении таких физических параметров тел, которые зависят от температуры. Здесь важно, чтобы выбранный параметр существенно, непрерывно, однозначно и просто зависел от температуры и измерялся простыми средствами. Важно также, чтобы процедура измерения величины параметра не вносила значительных изменений в температурный режим исследуемой среды.
В термометрах можно выделить две главные составные части – термометрическое тело, и регистрирующее устройство с отсчетной шкалой. Термометрическое тело так называемых контактных термометров помещается непосредственно в исследуемую среду. В дистанционных термометрах термометрическое тело и регистрирующее устройство пространственно разнесены и бывают связаны электрическими проводами. В оптических термометрах (они называются пирометрами) термометрическим телом является сам исследуемый объект или его часть, а связь его с регистрирующим устройством производится оптическими средствами.
Приведем список наиболее употребляемых термометрических параметров:
- объём тела (тепловое расширение, V=Vo(1+αt), жидкостные и газовые термометры);
- электропроводность (сопротивление (R=R0(1+αt), проводники (терморезисторы) и полупроводники (термисторы);
- термоЭДС ( Εt = εot, термопары или термоэлементы);
- линейные размеры (линейное расширение L=L0(1+at), биметаллические пластины);
- спектр излучения (энергетическая светимость - закон Стефана-Больцмана Rэ=sT4 - или спектральный состав излучения – закон Вина lmin= b/T, - радиационный, яркостный и цветовой пирометры);
Могут применяться также скорость распространения звука, показатель преломления света веществом и многие другие параметры вещества, зависящие от температуры.
К важнейшим принципам методики термометрии относится строгое соблюдение следующего условия – показания считаются достоверными только тогда, когда термометрическое тело и среда вошли в состояние теплового равновесия друг с другом. Поэтому очень важно, чтобы тепловая «инертность» измерительного прибора была незначительной (тогда, он скорее примет температуру измеряемой среды), а собственная теплоёмкость – минимальной ( при этом он не внесёт искажений в состояние среды).
В отдельных случаях, при точечных и локальных измерениях геометрические размеры рабочей части термометра должны быть точечными.
1.2.2 Температурные шкалы.
В настоящее время применяются несколько температурных шкал, отличающихся выбором опорных (реперных) точек. В шкале Цельсия интервал между точкой плавления льда и точкой кипения воды при нормальном давлении (760 мм рт.ст.) делится на сто равных долей – градусов Цельсия (0С). В шкале Фаренгейта за нуль принимается температура смеси льда и соли ( -320С), а точка кипения воды принимается за 212 градусов.
Третья шкала – это наиболее употребляемая в научной литературе абсолютная шкала температур. Физический смысл нулевой температуры в этой шкале – полное отсутствие молекулярного движения (см. формулу (1).
Связь между температурными шкалами имеет вид:
tс = (5/9)Ч(tF-32); tF=32+(9/5)Чtc; tc=t=Tk-273; Tk=T=tc +273
1.3 Виды термометров.
1.3.1 Газовые термометры.
Наиболее строго требованию существенной, непрерывной и линейной зависимости от температуры отвечают такие параметры идеального газа, как объём и давление. Поведение реального газа при небольших давлениях и достаточно высоких температурах практически не отличается от поведения идеального газа. По этой причине газовые термометры используются как эталонные, по ним градуируют и поверяют другие типы термометров.
Простейший газовый термометр может представлять собой укрепленную на линейке колбу с газом, завершающуюся
отогнутой в сторону стеклянной трубкой (рис.1). Находящаяся в трубке капля ртути отделяет газ колбы от атмосферы. При нагревании газ расширяется, а его давление остаётся равным атмосферному. В соответствии с уравнением Клапейрона-Менделеева
pV=mRT/M
его объём и температура находятся в соотношении: V=(mRТ/Мр) =(mR/Мр)Т = αТ . Для конкретного термометра выражение (mR/Мр) играет роль постоянного коэффициента α, зависящего от количества газа, его состава и от атмосферного давления.
Процедура измерения температуры газовым термометром сводится к тому, что его термометрическое тело (колбу) помещают в исследуемую среду, затем, дождавшись установления равновесия, определяют объём V и по графику T = f(V) находят температуру Т. На практике после предварительной градуировки линейка Л становится шкалой термометра.
Похожие работы
... пользователя: VI—XI классы. Платформа: Windows. Носитель: компакт-диск. Варианты построения уроков с использованием электронного учебника 1. Электронный учебник используется при изучении нового материала и его закреплении (20 мин. работы за компьютером). Учащихся сначала опрашивают по традиционной методике или с помощью печатных текстов. При переходе к изучению нового материала ...
... должно быть кратким, свободным, учащиеся включаются в дискуссию по обсуждению проектов. Как правило, на данном этапе следует обратить внимание на перспективы работы над данным проектом. ГЛАВА 2 ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС ПО ФИЗИКЕ «АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА» Пояснительная записка Образовательная область: физика Возрастная группа: 9 класс Вид элективного курса: предпрофильный. Тип ...
... , прохождение шаблона до необходимой глубины. Переход на другие горизонты и приобщение пластов. Уменьшение потерь нефти. Ремонты скважин, оборудованных пакерами. Герметичность пакера, увеличение дебета нефти. Увеличение, сокращение объемов закачки воды. Зарезка и бурение второго ствола. Выполнение запланированного объема работ. Ремонт нагнетательных скважин. Герметичность колонны и ...
... школы. Мебель кабинета физики. Особенности оснащения и оборудования кабинета физики сельской школы. Рабочее место ученика и учителя в кабинете физики сельской школы. Кабинет физики в условиях разноуровневого обучения. Системы освещения и затемнения кабинета. Экскурсия в кабинет физики городской школы. 4. Работа заведующего кабинетом физики (5ч.) Права и обязанности заведующего кабинетом физики. ...
0 комментариев