Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики термодинамика и молекулярная физика" -> 18

Общий курс физики термодинамика и молекулярная физика - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики термодинамика и молекулярная физика — Физматлит, 1970. — 565 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykurstermodinamika1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 240 >> Следующая

Рациональная температурная шкала не должна зависеть от индивидуальных свойств термометрического вещества. Она должна строиться так, чтобы в принципе можно было измерять любые температуры, как бы высоки или низки они ни были. Этим требованиям удовлетворяет абсолютная термодинамическая шкала температур, построенная на основе второго начала термодинамики. Не
28
ТЕМПЕРАТУРА
[ГЛ. I
называют также шкалой Кельвина. Кельвин впервые предложил эту шкалу в 1848 г. С ней мы подробно познакомимся в § 31.
Абсолютная термодинамическая шкала является основной температурной шкалой в физике. Там, где пригоден газовый термометр, эта шкала практически не отличается от идеально-газовой шкалы температур. Поэтому в интервале от 4 до 1338 К (точка затвердевания золота) абсолютная термодинамическая шкала практически осуществляется с помощью газового термометра.
ЗАДАЧА
Газовый термометр постоянного объема наполнен неидеальным газом, уравнение состояния которого имеет вид Р + зі (V) = ф (V) Т, где re (V) и <р (V') — произвольные функции объема, а Г — температура по шкале идеально-газового термометра. Термометр градуируется обычным способом по двум репериым точкам. Показать, что его показания будут совпадать с показаниями такого же термометра, наполненного идеальным газом, если только температуры реперных точек в обоих случаях выбраны одинаковыми.
§ 5. Виды термометров
1. Среди различных термометров вне конкуренции по чувствительности, точности измерений и воспроизводимости стоит газовый термометр, в котором индикатором температуры является давление газа при постоянном объеме резервуара термометра. Шкала газового термометра почти точно совпадает с абсолютной термодинамической шкалой Кельвина, что является большим достоинством термометра.
. Однако устройство газового термометра и работа с ним довольно сложны — термометры имеют большие размеры, громоздки и медленно приходят в состояние теплового равновесия. По этим причинам для технических целей газовые термометры применяются редко. Они довольно редко используются и в физических исследованиях, где с их помощью иногда измеряются низкие температуры. Основное назначение газовых термометров состоит в том, что по ним градуируются другие термометры. В этой связи газовые термометры называются первичными, а градуированные по ним термометры, применяющиеся при практических измерениях, — вторичными. Не каждый вторичный термометр должен градуироваться непременно по газовому термометру. Газовые термометры используются для градуировки главным образом в бюро стандартов, метрологических институтах и в некоторых исследовательских лабораториях. Обычно же для градуировки термометров применяются достаточно точные вторичные термометры, уже проградуированные по газовому .
Из вторичных термометров наибольшее значение имеют жидкостные (главным образом ртутные) термометры, термометры сопротивления и термоэлементы.
ВИДЫ ТЕРМОМЕТРОВ
29
2. Устройство жидкостных термометров общеизвестно, и нет необходимости подробно останавливаться на этом вопросе. Жидкостные термометры не отличаются большой точностью. По этой и ряду других причин они не всегда пригодны для физических исследований. Область их применения ограничена со стороны низких температур свойствами жидкостей, а со стороны высоких температур — свойствами стекла: при понижении температуры все жидкости замерзают, при высоких температурах стекло размягчается. Все же жидкостные термометры могут применяться в довольно широкой области температур — примерно от —200 °С до +600 °С. Наиболее употребительными жидкостями, применяемыми в жидкостных термометрах, являются: 1) пентан (область температур от —200 до +20 °С), 2) этиловый спирт (от—110 до +50 °С), 3) толуол (от —70 до +100 °С), 4) ртуть (от —38,86 до 600 °С). Самыми распространенными являются ртутные термометры. Температура кипения ртути при нормальном атмосферном давлении равна 357 °С. При повышении давления она повышается (при давлении в 4 атм до 450 °С, а при давлении в 30 атм — до 500 °С). Поэтому для измерения температур выше 357 °С необходимо, чтобы ртуть в капилляре термометра находилась под давлением выше атмосферного. С этой целью капилляр заполняют газом. Давление газа может доходить до 70 атм. Чтобы выдержать такое давление, стенки капилляра должны быть толстыми. Шкала наносится на стенках самого капплляра путем травления. Другие жидкости, применяемые в термометрах, отличаются от ртути прежде всего тем, что они смачивают стенки капилляра. В таких термометрах для предотвращения разрыва столбика жидкости капилляр должен наполняться газом всегда, а не только для измерения высоких температур.
3. В термометрах сопротивления термометрическим телом является проволока обычно из чистого металла, а иногда сплава; термометрической величиной служит ее электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление металлов возрастает с повышением температуры. Отношение увеличения сопротивления при нагревании на один градус к сопротивлению при 0 °С называется температурным коэффициентом сопротивления. Для большинства чистых металлов (вблизи комнатной температуры) этот коэффициент равен примерно 0,4%. Линейная зависимость сопротивления металлов от температуры соблюдается только приближенно. Отступления от нее особенно отчетливо проявляются при низких температурах. Поэтому термометры сопротивления имеют нелинейную шкалу и нуждаются в градуировке по газовому термометру.
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 240 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed