Уравнението на състоянието на идеален газ
Тя позволява да се вземе стойността на термометричен или стр. или V. която може да се измери с голяма точност.
Експериментите показаха, че достатъчно изредените газове са много близо до идеален. Поради това, те могат да бъдат директно приети като термометричен тялото.
По този начин дойде при температурна скала идеалния газ. температура Идеален газ - е температурата, измерена с помощта на термометър изпълнени с газ с разреден газ. Предимството на температура мащаб идеален газ преди всички други емпирични температурни скали е, че, тъй като опитът показва, температурата Т определен от формула (4), е много слабо в зависимост от химичната природа на резервоара за газ, който е изпълнен с термометър газ. Показания различни термометри газ за измерване на температурата, при едно и също тяло се различават много малко един от друг.
На практика, термометъра газ обикновено се осъществява както следва: обем газ V се поддържа постоянна, след това индикаторът за температура е измерена стр налягане.
Чарлз закон за отправни точки в този случай ще бъде:
където Р1 - маса на газ под налягане в близост до идеален при температура Т1 лед топене; р2 - налягане при температура Т2 вода кипене.
Степени на температура са по дефиниция могат да бъдат избрани така, че разликата между тези температури е 100, т.е.
Определили емпирично, че налягане p2 в 1.3661 пъти по-голяма от p1. Ето защо, за изчисляване на Т1 и Т2 имаме две уравнения: и чрез. Тяхната разтвор дава Т1 = 273,15 К; Т2 = 373.15 К.
За определяне на температурата на тялото се поставя в контакт с термометър газ, и след установяване стр газово налягане на термично равновесие измерва в термометъра. Ако температурата на тялото се определя по формулата
Това означава, че при Т = 0 р = 0. Температурата, съответстваща на нулево налягане идеален газ, нарича абсолютна нула, и температурата се измерва от абсолютната нула, - абсолютна температура. Тук понятието абсолютната нула е въведена въз основа на екстраполация. В действителност, по-близо до абсолютната нула, има все повече и по-забележимо отклонение от закона на идеални газове, газовете започват да се кондензира. Строга доказателство за съществуването на абсолютна нула на температурата на базата на втория закон на термодинамиката.
(Термодинамична абсолютна температура скала)
В температура скалата на SI приспособен да определи една референтна точка, която е взета като тройната точка на водата. В така наречената абсолютна температурна скала термодинамична или Келвин мащаб предприемат, за да се определи, че температурата на този етап е точно 273,16 К.
Този избор е направен от цифровата стойност на интервала между нормалната точки лед топене и вряща вода при възможно най-висока точност е 100 К, използването на газ термометър с идеален газ. Това установява непрекъснатостта на скалата на Келвин до скалата по-рано се използва с две отправни точки. Измерванията показват, че нормалната температура на ледена топене и кипене точки на вода приблизително равни на скалата, описана в 273,15 и 373,15 К, съответно.
Така определен температурен диапазон не зависи от индивидуалните качества на термометричен вещество.
Абсолютната термодинамична температура T. Брой на тази скала е мярка за интензивността на случаен движение на молекулите е монотонна функция на вътрешната енергия. За идеален газ е пряко свързан с вътрешната енергия ().
Името "термодинамична" тя получава, защото съвсем независимо може да бъде извлечена от чисто термодинамични изчисления въз основа на втория закон на термодинамиката.
Absolute термодинамична скала е основен мащаб в топлинна физика. В температурния участък, където термометърът газ е подходящ, този мащаб не се различава от температурната скала идеалния газ.
Температура Целзий (т.) Е свързано към Т (в К) уравнението
Температурата не може да се измерва директно. Поради това действието на термометри въз основа на различна физическа явления, които зависят от температурата: топлинното разширение на течности, газове и твърди частици, за промяна на налягането на газа или наситен температурата на парите, електрическото съпротивление, термо-едн. магнитна възприемчивост и други.
Основните звена на температурни измервателни уреди са чувствителни елемент, където термометричен имота се осъществява, и асоцииран измервателно устройство (манометър, потенциометър, измерване мост, Миливолтметър и т.н.).
Стандартна модерен термометрия е термометър газ постоянен обем (термометричен количество е налягането). С температура на газа термометри мярка в широк диапазон от 4 до 1000 К. газ термометри обикновено се използват като първични устройства, които са калибрирани вторични термометри използват директно в експерименти.
От вторични термометрите най-широко използваните течни термометри, термодвойки и съпротивителни термометри (термодвойка).
термометричен течност термометър тяло обикновено е живак или етилов алкохол. Обикновено течните термометри използвани в температурен интервал от 125-900 К. Долната температурна граница се определя от измерените течни свойства, горната - стъклени капилярни свойства.
термометричен резистентност термометър тяло е метална или полупроводникови чието съпротивление се променя с температурата. Промени в резистентност с температура се измерва с помощта на мост вериги (вж. Фиг.). Съпротивителни термометри от метали, използвани в температурен диапазон от 70 до 1300 К, от полупроводници (температурен коефициент) - в диапазона 150-400 К, въглерод - за течни температури хелий.
Широкото в измерванията на температурата, получени от термодвойка термометри. Термометричен тяло две кръстовища на различни метала се използват тук. Ако два проводника са свързани, съгласно схема (вж. Фиг.), Верига волтметър записва стойности на напрежението
на която е пропорционална на температурната разлика между кръстовищата 1 и 2. Ако температурата на един от най-кръстовища се поддържа постоянно, волтметър, ще зависи само от температурата на второто кръстовище. Тези термометри са особено удобни за използване при високи температури - около 700-2300 К.
При много висока температура на топене материали и видове термометри описани неприложими. В този случай, тялото се приема като самата термометричен тяло, чиято температура се измерва, и като стойността на термометрични - тяло излъчена електромагнитна енергия. Според известните закони на радиация се правят заключения за телесна температура. Международен комитет за мерки и теглилки, определени термодинамична скала при температури над 1064 се основава на законите на емисиите. Инструменти, които измерват радиацията енергия се наричат пирометри.
При много ниска температура ( "1K) също не се прилага конвенционален температурата измерване техники защото температура изравняване при контакт е много бавен и, в допълнение, обикновени термометрични стойности стават неизползваеми (например, налягането на газа стане изключително малък, съпротивлението е практически независимо от температурата ). При тези условия, се приема в тялото си като термометричен тяло, и като термометричен стойност - характерните свойства като магнитни такива.
Свързани статии