Ideális gáz hőmérsékleti skála
Az állapotegyenlet az ideális gáz
Ez lehetővé teszi, hogy az értéke a termometriás vagy p. vagy V. mérhető nagy pontossággal.
A kísérletek azt mutatták, hogy a kellően kifinomult gázok nagyon közel ideális. Ezért azok közvetlenül venni a termometriás szervezetben.
Ezáltal jön az ideális-gáz hőmérsékleti skála. Ideális-gáz hőmérséklete - az a hőmérséklet, mérése gáz hőmérővel töltött ritkított gáz. Az előnye, hogy ideális-gáz hőmérsékleti skála, mielőtt az összes más empirikus hőmérsékleti skálák, hogy a tapasztalat azt mutatja, a T hőmérséklet által meghatározott általános képletű (4), nagyon gyengén függ a kémiai jellegét a gáz tartály, amely gázzal töltött hőmérővel. Jelzések különböző gáz hőmérők a hőmérsékletet egy és ugyanaz a szerv, alig különböznek egymástól.
A gyakorlatban, a gáz hőmérő általában végrehajtják a következő: a gáz V térfogatát állandó értéken tartjuk, majd a hőmérsékletet mutató a mért nyomás p.
Charles jog referenciapontok ebben az esetben a következő lenne:
ahol p1 - tömege gáznyomás közel ideális hőmérsékleten jég olvadása T1; p2 - nyomás a víz forráspontja T2 hőmérséklet.
Fok a hőmérséklet van, definíció szerint, úgy választhatjuk meg, hogy a különbség ezek a hőmérsékletek 100, azaz a
Empirikusan megállapított, hogy a nyomás p2 1,3661-szer nagyobb, mint p1. Ezért kiszámítására T1 és T2 van két egyenletet: és By. A megoldás ad T1 = 273,15 K; T2 = 373,15 K.
Annak meghatározására, a hőmérséklet egy test azt érintkezésbe hozzuk egy gáz hőmérővel, és miután létrehozó termikus egyensúly gáznyomás p mért a hőmérő. Ha a test hőmérséklete határozza meg a képlet
Ez azt jelenti, hogy a t = 0 p = 0. A megfelelő hőmérséklet nulla nyomás ideális gázok, az úgynevezett abszolút nulla, és a hőmérséklet mérése abszolút nulla, - abszolút hőmérséklet. Itt a koncepció abszolút nulla szerepel alapján extrapoláció. A valóságban a közelebb abszolút nulla, egyre több és több észrevehető eltérés a törvény ideális gázok, gázok kezd lecsapódik. A szigorú meglétének igazolása az abszolút nulla hőmérséklet alapján a termodinamika második törvénye.
(Termodinamikai abszolút hőmérséklet skála)
Az SI hőmérsékleti skála elrendezve, hogy meghatározza az egyik referenciapont, amely figyelembe, mint a víz hármaspontja. Az úgynevezett abszolút hőmérsékleti skála termodinamikai vagy Kelvin-skála meghatározására hozott, hogy a hőmérséklet ezen pont pontosan 273,16 K.
Ez a választás készült a számérték közötti intervallum normális pont jég olvadása és a forró víz a lehető legnagyobb pontossággal 100 K, hogy egy gáz hőmérő ideális gáz. Ez azt igazolja, a folytonosság a Kelvin-skála a skála korábban használt két referencia pont. Mérések azt mutatta, hogy a normál hőmérsékleten a jég olvadás- és forráspontja a víz körülbelül egyenlő a skála leírt 273,15 és 373,15 K, ill.
Így bizonyos hőmérséklet-tartományban nem függ az egyes tulajdonságok a termometrikus anyag.
Abszolút termodinamikai hőmérséklet T. számítani ezen a skálán az intézkedés az intenzitása a véletlenszerű mozgás a molekulák egy monoton függvény a belső energia. Egy ideális gázt közvetlenül kapcsolódik a belső energia ().
A név „termodinamikai” megkapta, mert teljesen függetlenül lehet levezetni pusztán termodinamikai számítások alapján a termodinamika második törvénye.
Abszolút termodinamikai skála egy főskála termikus fizika. A hőmérséklet tartományban, ahol a gáz hőmérő alkalmas, ez a skála nem különbözik az ideális-gáz hőmérsékleti skála.
Hőmérséklet Celsius (t.) Kapcsolódik a T (K-ben) a következő egyenlet
A hőmérséklet nem mérhető közvetlenül. Ezért az intézkedés a hőmérők alapuló különböző fizikai jelenség, amely a hőmérséklettől függ: a hőtágulása folyadékok, gázok és szilárd anyagok, hogy módosítsa a gáz nyomása vagy a telített gőz hőmérséklete, elektromos ellenállás, termo-emf. mágneses szuszceptibilitás, és mások.
A fő egységei hőmérséklet mérőkészülékek érzékeny elem, ahol a termometrikus tulajdonság valósul, és egy hozzá tartozó mérőberendezés (nyomásmérővel, egy potenciométer, mérő híd, millivoltméter, stb).
Normál modern termometriai egy állandó térfogatú gáz hőmérő (termometriás mennyiség a nyomás). A gáz hőmérők intézkedés hőmérséklet széles tartományban 4-1000 K. Gáz hőmérők jellemzően használt elsődleges eszközöket, amelyek úgy vannak kalibrálva, szekunder hőmérők közvetlenül használjuk a kísérletekben.
A másodlagos hőmérők legszélesebb körben használt folyékony hőmérők, hőelemek és ellenállás hőmérők (hőelem).
A termometriás folyadék hőmérő test általában higany vagy etil-alkoholt. Általában folyékony használható hőmérők hőmérséklet-tartományban 125-900 K. Az alsó hőmérsékleti határt az szabja meg a mért folyadék tulajdonságai, felső - üveg kapilláris tulajdonságai.
A termometriás ellenállás-hőmérő test egy fém vagy félvezető, amelynek ellenállása változik a hőmérséklettel. Változások a rezisztencia hőmérséklet segítségével mértük a híd áramkörök (lásd. Ábra.). Ellenállás hőmérők származó fémek használt hőmérséklet-tartományban 70-1300 K, félvezetőkből (termisztorok) - ig terjedő 150-400 K, szén -, hogy folyékony hélium hőmérsékletén.
Elterjedt a hőmérséklet mérései a hőelem hőmérők. Termometriás test két csomópont különböző fémek vannak itt használt. Ha két vezeték csatlakozik séma szerint (lásd. Ábra.) A voltmérő áramkör rögzíti feszültségértékek
Az amely arányos a hőmérséklet különbség a csomópontok az 1. és 2. Ha a hőmérséklet az egyik csomópontok állandó, a voltmérő fog csak attól függ a hőmérséklet a második csomópont. Ezek a hőmérők különösen kényelmes használni magas hőmérsékleten - kb 700-2300 K.
Nagyon magas olvadék-hőmérséklet típusú anyag és hőmérők leírt alkalmazhatatlan. Ebben az esetben, a test vesszük a termometriás test maga, amelynek hőmérséklete a mérendő, és a értéke a termometrikus - test sugárzott elektromágneses energia. Az ismert törvényei sugárzás megkötésére körülbelül testhőmérsékleten. Nemzetközi Bizottság súlyok és intézkedések termodinamikai skála feletti hőmérsékleten 1064 alapul kibocsátási törvényeket. Műszerek, hogy mérje sugárzási energia nevezzük pyrométereket.
Nagyon alacsony hőmérsékleten ( „1K) is nem alkalmazza a szokásos hőmérséklet-mérési technikák, mert a hőmérséklet-kiegyenlítést, amikor érintkezik nagyon lassú, és ezenkívül, közönséges termometriás értékek használhatatlanná vált (például, a gáz nyomása rendkívül kicsiny lesz, az ellenállás gyakorlatilag független a hőmérséklet ). Ilyen feltételek, úgy ez a test maga, mint termometriás test, és a termometrikus érték - jellegzetes tulajdonságokat, mint például mágneses is.