Termometru cu gaz

Termometru cu gaz.

Funcționarea unui termometru pe gaz.

Termometrul cu gaz folosește presiunea produsă de un gaz atunci când substanța care trebuie măsurată este la o anumită temperatură . Termometrul este prezentat în figură. Se compune dintr-un recipient în care se află substanța a cărei temperatură T trebuie măsurată, în care este scufundat becul care conține gazul. Printr-un tub U (adiabatic), lichidul termometric, care este adesea mercur , este conectat la un rezervor și are o scară gradată.

Descriere

Funcționarea sa este imediată: substanța se află la temperatura T , astfel încât becul de gaz atinge aceeași temperatură și suferă o schimbare de presiune. Rezervorul acționează ca o referință cu presiunea atmosferică. Diferența de înălțime a tubului U oferă măsurarea presiunii p , conform legii lui Stevino :

p=p_{0}+\rho \cdot g\cdot h

{\ displaystyle p = p_ {0} + \ rho \ cdot g \ cdot h}

{\ displaystyle p = p_ {0} + \ rho \ cdot g \ cdot h}

unde este $\rho$ ${\ displaystyle \ rho}$ $\ rho$ este densitatea lichidului termometric, g este accelerația gravitației. Știm că există o relație între presiune și temperatură la volum constant, conform celei de-a doua legi a lui Gay-Lussac, pe care o indicăm în general ca:

T=C\cdot p

{\ displaystyle T = C \ cdot p}

{\ displaystyle T = C \ cdot p}

unde C este o constantă de proporționalitate. Pentru a obține C , trebuie să calibrăm termometrul. Acest lucru se poate face folosind temperatura de fierbere și solidificare a apei sau, de exemplu, punctul triplu al apei. Știm că în punctul triplu apa are o presiune de $p_{t}=4.58mmHg=6.11\cdot 10^{2}Pa$ ${\ displaystyle p_ {t} = 4,58mmHg = 6,11 \ cdot 10 ^ {2} Pa}$ ${\ displaystyle p_ {t} = 4,58mmHg = 6,11 \ cdot 10 ^ {2} Pa}$ la temperatura punctului triplu de $T_{t}=273.16K$ ${\ displaystyle T_ {t} = 273,16K}$ ${\ displaystyle T_ {t} = 273,16K}$ . Folosim aceste valori de referință împreună cu relația dintre temperatură și presiune și obținem constanta C :

T_{t}=C\cdot p_{t}

{\ displaystyle T_ {t} = C \ cdot p_ {t}}

{\ displaystyle T_ {t} = C \ cdot p_ {t}}

de la care:

C={\frac {T_{t}}{p_{t}}}

{\ displaystyle C = {\ frac {T_ {t}} {p_ {t}}}}

{\ displaystyle C = {\ frac {T_ {t}} {p_ {t}}}}

Așadar:

T={\frac {T_{t}}{p_{t}}}\cdot p

{\ displaystyle T = {\ frac {T_ {t}} {p_ {t}}} \ cdot p}

{\ displaystyle T = {\ frac {T_ {t}} {p_ {t}}} \ cdot p}

Temperatura măsurată nu este aceeași pentru fiecare gaz utilizat, deoarece gazele au densități diferite și, prin urmare, presiuni diferite și puncte triple diferite. Numai prin scăderea presiunii sau subțierea gazului, valorile temperaturii se apropie una de cealaltă, având tendința la o singură limită: condiția limită la care tind aceste gaze rarefiate este tocmai starea ideală a gazului .

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Termometru cu gaz , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul Termodinamicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de termodinamică