สมการก๊าซในอุดมคติของรัฐ
ทำให้เราสามารถนำมาเป็นปริมาณเทอร์โมเมตริกได้เช่นกัน พี, หรือ วีซึ่งสามารถวัดได้อย่างแม่นยำ
จากการทดลองแสดงให้เห็นว่าก๊าซที่หายากเพียงพอนั้นใกล้เคียงกับอุดมคติมาก ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นตัววัดอุณหภูมิได้โดยตรง
ด้วยวิธีนี้ หนึ่งมาถึงระดับอุณหภูมิก๊าซในอุดมคติ อุณหภูมิของแก๊สในอุดมคติคืออุณหภูมิที่วัดโดยเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สซึ่งเติมแก๊สที่ผ่านการกลั่นแล้ว ข้อได้เปรียบของมาตราส่วนอุณหภูมิก๊าซในอุดมคติเหนือระดับอุณหภูมิเชิงประจักษ์อื่นๆ ทั้งหมดคือ จากประสบการณ์ที่แสดงให้เห็น อุณหภูมิ ตู่กำหนดโดยสูตร (4) เล็กน้อยมากขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของก๊าซที่เติมถังเทอร์โมมิเตอร์แก๊ส ตัวชี้วัด ก๊าซต่างๆเทอร์โมมิเตอร์เมื่อวัดอุณหภูมิของร่างกายเดียวกันแตกต่างกันเล็กน้อย
ในทางปฏิบัติมักใช้เทอร์โมมิเตอร์แก๊ส ด้วยวิธีดังต่อไปนี้: ปริมาณแก๊ส วีคงที่ จากนั้นความดันที่วัดได้ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้อุณหภูมิ พี.
กฎของชาร์ลสำหรับจุดอ้างอิงในกรณีนี้จะมีรูปแบบดังนี้
ที่ไหน พี 1 - ความดันของมวลก๊าซจำนวนหนึ่งใกล้กับอุดมคติที่อุณหภูมิของน้ำแข็งละลาย ตู่ 1 ; R 2 - แรงดันที่จุดเดือดของน้ำ ตู่ 2 .
สามารถเลือกระดับอุณหภูมิตามคำจำกัดความเพื่อให้ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิที่ระบุเท่ากับ 100 นั่นคือ
มีการทดลองพิสูจน์แล้วว่าความดัน R 2 คือ 1.3661 มากกว่า Rหนึ่ง . ดังนั้นในการคำนวณ ตู่ 2 และ ตู่ 1 เรามีสองสมการ: K และ . วิธีการแก้ปัญหาของพวกเขาให้ ตู่ 1 = 273.15 เค; ตู่ 2 \u003d 373.15 ก.
ในการตรวจวัดอุณหภูมิของร่างกาย จะถูกนำไปสัมผัสกับเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊ส และหลังจากสร้างสมดุลทางความร้อนแล้ว ความดันจะถูกวัด Rแก๊สในเทอร์โมมิเตอร์ ในกรณีนี้อุณหภูมิของร่างกายจะถูกกำหนดโดยสูตร
จากนี้ไปว่าเมื่อ ตู่=0 R=0. อุณหภูมิที่สอดคล้องกับความดันศูนย์ ในอุดมคติก๊าซเรียกว่าศูนย์สัมบูรณ์และอุณหภูมิที่วัดจากศูนย์สัมบูรณ์เรียกว่าอุณหภูมิสัมบูรณ์ แนวคิดของอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ถูกนำมาใช้บนพื้นฐานของการอนุมาน ในความเป็นจริง เมื่อเราเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ มีความเบี่ยงเบนจากกฎมากขึ้นเรื่อยๆ ก๊าซในอุดมคติก๊าซเริ่มควบแน่น การพิสูจน์อย่างเข้มงวดของการมีอยู่ของอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์นั้นขึ้นอยู่กับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
ระดับเคลวิน
(สเกลอุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกสัมบูรณ์)
ใน SI ได้มีการตกลงที่จะกำหนดมาตราส่วนอุณหภูมิโดยจุดอ้างอิงหนึ่งจุด ซึ่งนำมาเป็นจุดสามจุดของน้ำ ในระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ที่เรียกว่าสัมบูรณ์ หรือมาตราส่วนเคลวิน ถือว่าอุณหภูมิของจุดนี้เท่ากับ 273.16 K พอดี
ตัวเลือกดังกล่าว ค่าตัวเลขทำขึ้นเพื่อให้ช่วงเวลาระหว่างจุดหลอมเหลวปกติของน้ำแข็งกับจุดเดือดของน้ำคือ 100 K โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์แก๊สในอุดมคติอย่างแม่นยำที่สุด สิ่งนี้กำหนดความต่อเนื่องของมาตราส่วนเคลวินด้วยมาตราส่วนที่ใช้ก่อนหน้านี้โดยมีจุดคงที่สองจุด การวัดแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิของจุดหลอมเหลวปกติของน้ำแข็งและจุดเดือดของน้ำในระดับที่อธิบายไว้จะอยู่ที่ประมาณ 273.15 และ 373.15 K ตามลำดับ
มาตราส่วนอุณหภูมิที่กำหนดในลักษณะนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติส่วนบุคคลของสารเทอร์โมเมตริก
อุณหภูมิอุณหพลศาสตร์สัมบูรณ์ ตู่นับในระดับนี้เป็นการวัดความเข้มของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของโมเลกุลและเป็นฟังก์ชันโมโนโทนิกของพลังงานภายใน สำหรับก๊าซในอุดมคตินั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับพลังงานภายใน ()
มันได้รับชื่อ "เทอร์โมไดนามิก" เพราะสามารถได้รับอย่างสมบูรณ์โดยอิสระจากการคำนวณทางอุณหพลศาสตร์อย่างหมดจดบนพื้นฐานของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
มาตราส่วนเทอร์โมไดนามิกสัมบูรณ์เป็นมาตราส่วนอุณหภูมิหลักในวิชาฟิสิกส์ ในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมกับเทอร์โมมิเตอร์แก๊ส สเกลนี้แทบไม่แตกต่างจากสเกลอุณหภูมิแก๊สในอุดมคติ
อุณหภูมิเซลเซียส ( t, ) เชื่อมต่อกับ ตู่(ใน K) ความเท่าเทียมกัน
และเค
ประเภทของเทอร์โมมิเตอร์
ไม่สามารถวัดอุณหภูมิได้โดยตรง ดังนั้นการกระทำของเทอร์โมมิเตอร์จึงขึ้นอยู่กับต่างๆ ปรากฏการณ์ทางกายภาพขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ: การขยายตัวทางความร้อนของของเหลว ก๊าซและของแข็ง การเปลี่ยนแปลงของความดันก๊าซหรือไออิ่มตัวตามอุณหภูมิ ความต้านทานไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าความร้อน ความไวต่อสนามแม่เหล็ก ฯลฯ
หน่วยหลักของอุปกรณ์ทั้งหมดสำหรับการวัดอุณหภูมิคือองค์ประกอบที่มีความละเอียดอ่อน ซึ่งรับรู้ถึงคุณสมบัติทางเทอร์โมเมตริก และอุปกรณ์การวัดที่เกี่ยวข้อง (เกจวัดแรงดัน โพเทนชิออมิเตอร์ สะพานวัด มิลลิโวลต์มิเตอร์ ฯลฯ)
มาตรฐานของเทอร์โมมิเตอร์แบบสมัยใหม่คือเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สที่มีปริมาตรคงที่ (ความดันคือปริมาณเทอร์โมเมตริก) ด้วยความช่วยเหลือของเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊ส อุณหภูมิจะถูกวัดในช่วงกว้าง: ตั้งแต่ 4 ถึง 1,000 เค เทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สมักจะใช้เป็นเครื่องมือหลัก ตามการปรับเทียบเทอร์โมมิเตอร์รองที่ใช้โดยตรงในการทดลอง
เทอร์โมมิเตอร์รอง เทอร์โมมิเตอร์เหลว เทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน และเทอร์โมอิเลเมนต์ (เทอร์โมคัปเปิล) ถูกใช้อย่างแพร่หลายที่สุด
ในเทอร์โมมิเตอร์แบบเหลว ตัวเทอร์โมเมตริกมักจะเป็นปรอทหรือเอทิลแอลกอฮอล์ โดยปกติเทอร์โมมิเตอร์เหลวจะใช้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 125 ถึง 900 K ขีด จำกัด ล่างของอุณหภูมิที่วัดได้ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของของเหลว ขีด จำกัด บน - โดยคุณสมบัติของแก้วเส้นเลือดฝอย
ในเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน ตัวเทอร์โมเมตริกเป็นโลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่ความต้านทานเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงความต้านทานด้วยอุณหภูมิวัดโดยใช้วงจรบริดจ์ (ดูรูป) เทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทานจากโลหะใช้ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 70 ถึง 1300 K ตั้งแต่เซมิคอนดักเตอร์ (เทอร์มิสเตอร์) - ในช่วง 150 ถึง 400 K และเทอร์โมมิเตอร์แบบคาร์บอน - จนถึงอุณหภูมิฮีเลียมเหลว | |
แพร่หลายใน การวัดอุณหภูมิได้รับเทอร์โมมิเตอร์ตามเทอร์โมคัปเปิล ที่นี่ ทางแยกสองทางของโลหะที่ไม่เหมือนกันทำหน้าที่เป็นตัววัดความร้อน หากตัวนำสองตัวเชื่อมต่อกันตามแบบแผน (ดูรูป) จากนั้นโวลต์มิเตอร์ในวงจรจะลงทะเบียนแรงดันไฟฟ้าซึ่งหมายความว่า |
ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางแยกที่ 1 และ 2 หากอุณหภูมิของทางแยกจุดใดจุดหนึ่งคงที่ การอ่านค่าโวลต์มิเตอร์จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของทางแยกที่สองเท่านั้น เทอร์โมมิเตอร์เหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในด้านของ อุณหภูมิสูง- ประมาณ 700-2300 เค
ที่อุณหภูมิสูงมาก วัสดุจะหลอมเหลวและเทอร์โมมิเตอร์ชนิดที่อธิบายไว้จะไม่สามารถใช้ได้ ในกรณีนี้ ร่างกายเองซึ่งต้องวัดอุณหภูมินั้นจะถูกนำมาเป็นร่างกายเทอร์โมเมตริก และพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากร่างกายจะถูกนำมาเป็นปริมาณเทอร์โมเมตริก ตามกฎการแผ่รังสีที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับอุณหภูมิของร่างกาย คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยน้ำหนักและการวัดได้กำหนดมาตราส่วนอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,064 อย่างแม่นยำบนพื้นฐานของกฎการแผ่รังสี เครื่องมือที่ใช้วัดพลังงานรังสีเรียกว่าไพโรมิเตอร์
ที่อุณหภูมิต่ำมาก (> 1 K) ไม่สามารถใช้วิธีการวัดอุณหภูมิตามปกติได้เนื่องจากการปรับอุณหภูมิให้เท่ากันเมื่อสัมผัสเกิดขึ้นช้ามากและนอกจากนี้ค่าเทอร์โมเมตริกตามปกติจะไม่เหมาะสม ( ตัวอย่างเช่น แรงดันแก๊สต่ำมาก ความต้านทานแทบไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ ) ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ร่างกายเองก็ถูกนำมาเป็นร่างกายเทอร์โมเมตริก และลักษณะของคุณสมบัติของมัน เช่น แม่เหล็ก จะถูกนำมาเป็นปริมาณเทอร์โมเมตริก
เพื่อขจัดความยุ่งยากนี้ ให้พิจารณากรณีที่สารเทอร์โมเมตริกเป็นแก๊ส เป็นที่ชัดเจนว่าไม่สามารถใช้ในลักษณะเดียวกับของเหลวได้ ก๊าซจะเติมถังทั้งหมดที่มีอยู่จนเต็ม ไม่ก่อให้เกิดพื้นผิวหรือส่วนต่อประสานอิสระ ปริมาตรของมันเท่ากับปริมาตรของเรือที่มันตั้งอยู่ อย่างไรก็ตาม ด้วยระดับความร้อนที่เพิ่มขึ้น ก๊าซจะขยายตัว กล่าวคือ เพิ่มปริมาตรหากภาชนะมีผนังยืดหยุ่น เพื่อให้แรงดันของแก๊สคงที่ ในทางกลับกัน ถ้าปริมาตรคงที่ ความดันของแก๊สจะเพิ่มขึ้นตามระดับความร้อนที่เพิ่มขึ้น การสังเกตเชิงประจักษ์โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส J. A. C. Charles (1787) และ J. L. Gay-Lussac (1802) ได้กลายเป็นพื้นฐานของกฎแก๊ส ซึ่งเราจะพูดถึงในบทต่อไป ตอนนี้เราบอกง่ายๆ ว่าความดันของแก๊สที่ปริมาตรคงที่จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
ในเครื่องตามรูป 2.3 เส้นถูกสลักบนหลอดแก้ว (ระบุด้วยลูกศร) มันกำหนดปริมาตรของก๊าซที่ความดันเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของของเหลวโดยรอบ ปริมาณเทอร์โมเมตริกที่สังเกตได้คือความดันที่สอดคล้องกับปริมาตรที่กำหนดที่ อุณหภูมิต่างๆนั่นคือ ความดันที่จำเป็นในการรักษาวงเดือน (ส่วนต่อประสานระหว่างแก๊สกับของเหลว) ที่เครื่องหมายสลัก ความดันวัดโดยน้ำหนักของคอลัมน์ของเหลวในมาโนมิเตอร์ ซึ่งเป็นท่อรูปตัวยูที่บรรจุของเหลว (ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวัดแรงดันด้วยเกจวัดแรงดันในภาคผนวก I) ในรูปที่ 2.3 เทอร์โมมิเตอร์แก๊สแสดงเป็นแผนผังเท่านั้น อันที่จริงเทอร์โมมิเตอร์แก๊สเป็นเครื่องมือที่ซับซ้อนและใช้งานยาก จำเป็นต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของขวดด้วยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดันรวมของไอระเหยของของเหลวที่ใช้ในการกำหนดปริมาตร การเปลี่ยนแปลงในความหนาแน่นของของเหลวด้วย อุณหภูมิ ฯลฯ
ข้าว. 2.3. เครื่องวัดอุณหภูมิแก๊สปริมาตรคงที่ เครื่องมือที่แม่นยำ (แม้ว่าจะยุ่งยาก) ซึ่งสามารถใช้ในการกำหนดอุณหภูมิสัมบูรณ์ได้
อย่างไรก็ตาม แม้จะมีปัญหาในทางปฏิบัติ แต่หลักการก็ยังคงเรียบง่าย
เป็นที่ชัดเจนว่าความดันที่แสดงบนมาโนมิเตอร์จะสูงขึ้นเมื่อถังมีน้ำเดือดมากกว่าเมื่อประกอบด้วยน้ำและน้ำแข็ง เป็นที่ชัดเจนว่าเราสามารถกำหนดอัตราส่วนอุณหภูมิในแง่ของอัตราส่วนความดันได้ตามอำเภอใจ:
โดยที่ดัชนี s และฉัน หมายถึงจุดเดือดและจุดเยือกแข็งของน้ำ (จาก คำภาษาอังกฤษไอน้ำ - "ไอน้ำ" และน้ำแข็ง - "น้ำแข็ง") หากเรากำหนดอัตราส่วนนี้สำหรับก๊าซต่างๆ เช่น ฮีเลียม ไนโตรเจน อาร์กอน และมีเทน โดยเริ่มต้นแต่ละครั้งด้วยความดันประมาณเท่ากับความดันบรรยากาศที่จุดเยือกแข็งของน้ำ นั่นคือ p = 760 mm Hg ในขณะที่เราได้รับค่าใกล้เคียงกันโดยไม่คำนึงถึงก๊าซที่ใช้ในเทอร์โมมิเตอร์ ความคงตัวนี้ทำให้เรามั่นใจว่าการกำหนดอัตราส่วนอุณหภูมิเกือบจะไม่ขึ้นกับ ทางเลือกเฉพาะสารเทอร์โมเมตริก อย่างน้อยก็สำหรับก๊าซเหล่านี้ไม่กี่ชนิด
ให้เราสมมติว่าปริมาณของก๊าซในขวดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ เพื่อให้ความดันที่จุดเยือกแข็งเป็นค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เราจะพบว่าอัตราส่วนของความดันที่จุดเดือดและจุดเยือกแข็งจะขึ้นอยู่กับปริมาณก๊าซในขวดในระดับหนึ่ง กล่าวคือ ความดันที่จุดเยือกแข็ง เมื่อใช้เวลาค่อนข้างนานเราจะพบรูปแบบที่กำหนดโดยนักวิจัยที่มีมโนธรรมจำนวนหนึ่งกล่าวคือปรากฎว่าเมื่อความดันเริ่มต้นลดลงอัตราส่วนของความดันสำหรับก๊าซต่าง ๆ จะบรรจบกันเป็นค่าเดียวกัน หลังจากวางแผนการพึ่งพาของอัตราส่วนนี้กับความดัน (ซึ่งกำหนดโดยปริมาณของก๊าซในขวด) สำหรับก๊าซต่างๆ เราจะได้กราฟที่แสดงในรูปที่ 2.4.
เมื่อพุ่งไปที่ศูนย์เช่น เมื่อประมาณค่ากับแกนตั้งจะได้รับค่าขีด จำกัด เดียวกันสำหรับก๊าซทั้งหมดเท่ากับ 1.36609 ± 0.00004 สำหรับก๊าซทั้งหมด กรณีนี้ซึ่งได้รับการยืนยันสำหรับก๊าซทั้งหมดที่ศึกษา หมายความว่าอัตราส่วนอุณหภูมิมีค่าเท่ากันโดยไม่คำนึงถึง องค์ประกอบทางเคมีแก๊ส. ดังนั้น ตอนนี้ เราสามารถกำหนดมาตราส่วนอุณหภูมิ โดยใช้เงื่อนไขที่สำหรับสองอุณหภูมิที่ความสัมพันธ์ถือ
อัตราส่วนนี้ไม่ได้กำหนดมาตราส่วนทั้งหมด เนื่องจากเรามีปริมาณที่ไม่รู้จักสองปริมาณและมีอัตราส่วนเดียวเท่านั้นระหว่างกัน ให้เราแนะนำเงื่อนไขด้วย
เงื่อนไขนี้ตั้งค่าดีกรีเท่ากับในสเกลเซลเซียส ซึ่งเมื่อแก้สมการ (2) และ (3) เข้าด้วยกันแล้วจะพบว่า
สำหรับอุณหภูมิอื่นๆ ที่สอดคล้องกับความดัน สามารถเขียนได้ว่า
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในการหาอุณหภูมิของร่างกายในระดับเทอร์โมเมตริกของแก๊ส จะต้องกำหนดความดัน p ของแก๊สในปริมาตรที่กำหนด ซึ่งจะถูกสร้างขึ้นหลังจากที่แก๊สสัมผัสกับร่างกายเป็นเวลาพอสมควร เพื่อให้ได้สมดุลทางความร้อน (ในทางปฏิบัติ หมายความว่าแรงดันจะหยุดเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป)
ข้าว. 2.4. ผลลัพธ์ของการวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สที่มีปริมาตรคงที่ ภายในหนึ่ง ความดันต่ำ(ความหนาแน่น) ก๊าซทั้งหมดให้ค่าประมาณเดียวกันของอัตราส่วน
นอกจากนี้ จำเป็นต้องกำหนดความดัน p ซึ่งเป็นปริมาณของก๊าซที่บรรจุอยู่ในปริมาตรเดียวกันและในสภาวะสมดุลทางความร้อนที่มีส่วนผสมของน้ำแข็งและน้ำ อุณหภูมิ T สามารถพบได้โดยการคูณอัตราส่วนความดันด้วย 273.16 เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ จำเป็นต้องใช้ค่าจำกัดของอัตราส่วนนี้ด้วยการลดปริมาณก๊าซในปริมาตรที่กำหนด
เทอร์โมมิเตอร์คือ อุปกรณ์พิเศษออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิปัจจุบันของตัวกลางที่สัมผัสกับมัน
ช่วยให้คุณกำหนดระบอบอุณหภูมิของอากาศ ร่างกายมนุษย์ ดิน น้ำ และอื่นๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทและการออกแบบ
เทอร์โมมิเตอร์สมัยใหม่แบ่งออกเป็นหลายประเภท การไล่ระดับของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับขอบเขตของแอปพลิเคชันมีลักษณะดังนี้:
มีเทอร์โมมิเตอร์ด้วย
อุปกรณ์เหล่านี้แต่ละชิ้นมีการออกแบบแตกต่างกันไปตามหลักการทำงานและขอบเขตที่แตกต่างกัน
เทอร์โมมิเตอร์เหลวขึ้นอยู่กับผลกระทบที่เรียกว่าการขยายตัวของตัวกลางของเหลวเมื่อถูกความร้อน ส่วนใหญ่มักใช้แอลกอฮอล์หรือปรอทในอุปกรณ์ดังกล่าว แม้ว่าสารหลังจะถูกละทิ้งอย่างเป็นระบบเนื่องจากความเป็นพิษที่เพิ่มขึ้นของสารนี้ แต่ยังคง, กระบวนการนี้นี่ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ เนื่องจากปรอทให้ความแม่นยำในการวัดที่ดีขึ้นโดยการขยายแบบเชิงเส้น
ในอุตุนิยมวิทยามักใช้อุปกรณ์ที่เติมแอลกอฮอล์ นี่คือคำอธิบายโดยคุณสมบัติของปรอท: ที่อุณหภูมิ +38 องศาขึ้นไป มันเริ่มข้นขึ้น ในทางกลับกัน เครื่องวัดอุณหภูมิแอลกอฮอล์ช่วยให้คุณสามารถประเมินระบอบอุณหภูมิของตัวกลางที่ร้อนถึง 600 องศา ข้อผิดพลาดในการวัดไม่เกินเศษส่วนของหนึ่งองศา
เทอร์โมมิเตอร์แบบเครื่องกลเป็นแบบ bimetallic หรือ delatometric (คัน, ไม้กายสิทธิ์) หลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับความสามารถ ตัวโลหะขยายตัวเมื่อถูกความร้อน มันต่างกัน ความน่าเชื่อถือสูงและความแม่นยำ ต้นทุนการผลิตเทอร์โมมิเตอร์แบบกลไกค่อนข้างต่ำ
อุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์เฉพาะ: ระบบเตือนภัย ระบบควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติ
หลักการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเดียวกับอุปกรณ์ที่อธิบายข้างต้น ยกเว้นในกรณีที่ใช้ก๊าซเฉื่อย อันที่จริงเทอร์โมมิเตอร์ดังกล่าวเป็นอะนาล็อกของมาโนมิเตอร์ซึ่งทำหน้าที่วัดความดัน เครื่องใช้แก๊สใช้สำหรับวัดสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำ (ช่วงคือ -271 - +1000 องศา) พวกมันให้ความแม่นยำค่อนข้างต่ำ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การวัดในห้องปฏิบัติการถูกยกเลิก
เรียกอีกอย่างว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน หลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ที่ฝังอยู่ในการออกแบบอุปกรณ์โดยมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง การพึ่งพาอาศัยกันของตัวบ่งชี้ทั้งสองเป็นแบบเชิงเส้น นั่นคือเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์จะเพิ่มขึ้น และในทางกลับกัน ระดับของหลังขึ้นอยู่กับชนิดของโลหะที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์โดยตรง: ทองคำขาว "งาน" ที่ -200 - +750 องศา, ทองแดงที่ -50 - +180 องศา เทอร์โมมิเตอร์แบบไฟฟ้าไม่ค่อยได้ใช้ เนื่องจากการปรับเทียบเครื่องชั่งระหว่างการผลิตทำได้ยากมาก
หรือที่เรียกว่าไพโรมิเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ไม่สัมผัส ไพโรมิเตอร์ทำงานที่อุณหภูมิตั้งแต่ -100 ถึง +1000 องศา หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับการวัดค่าสัมบูรณ์ของพลังงานที่ปล่อยออกมาจากวัตถุเฉพาะ ช่วงสูงสุดที่เทอร์โมมิเตอร์สามารถประเมินตัวบ่งชี้อุณหภูมิได้นั้นขึ้นอยู่กับความละเอียดของแสง ประเภทของอุปกรณ์เล็ง และพารามิเตอร์อื่นๆ ไพโรมิเตอร์นั้นแตกต่างกัน เพิ่มความปลอดภัยและความแม่นยำในการวัด
การทำงานของเทอร์โมมิเตอร์แบบเทอร์โมอิเล็กทริกขึ้นอยู่กับผลกระทบของ Seebeck โดยที่ความต่างศักย์จะถูกประมาณเมื่อสารกึ่งตัวนำสองตัวสัมผัสกัน ส่งผลให้เกิดการก่อตัว ไฟฟ้า. ช่วงการวัดอุณหภูมิคือ -100 - +2000 องศา
คุณอยู่ในแคตตาล็อกข้อมูลของเว็บไซต์ของเราซึ่งมีการนำเสนอข้อมูลทางเทคนิค ทั่วไป. เพื่อทำความคุ้นเคยและค้นหาผลิตภัณฑ์ที่จำเป็น ไปที่ บ้าน หน้าหรือคลิกที่ลิงค์นี้เพื่อไปที่ส่วนเทอร์โมมิเตอร์ .
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวัดอุณหภูมิ- อุปกรณ์สำหรับวัดอุณหภูมิปัจจุบัน กาลิเลโอถือเป็นผู้ประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์ในงานเขียนของเขาเองไม่มีคำอธิบายเกี่ยวกับอุปกรณ์นี้ แต่เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในปี ค.ศ. 1597 เขาได้สร้างอุปกรณ์ที่คล้ายกับเทอร์โมมิเตอร์ รูปแบบของเทอร์โมมิเตอร์ต้นแบบมีดังนี้: เป็นภาชนะที่มีท่อบรรจุอากาศแยกจากชั้นบรรยากาศด้วยเสาน้ำ เขาเปลี่ยนการอ่านของเขาทั้งจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและจากการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศ ในศตวรรษที่ 18 เทอร์โมมิเตอร์อากาศได้รับการปรับปรุง รูปทรงทันสมัยนักวิทยาศาสตร์ Fahrenheit เป็นผู้ให้เทอร์โมมิเตอร์ซึ่งอธิบายวิธีการทำเทอร์โมมิเตอร์ในปี 1723 ในขั้นต้นเขาเติมแอลกอฮอล์ลงในหลอดและเมื่อสิ้นสุดการวิจัยของเขาเปลี่ยนเป็นปรอท จุดถาวรสุดท้ายของน้ำแข็งละลายและน้ำเดือดถูกสร้างขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวสวีเดน เซลเซียส ในปี ค.ศ. 1742 เครื่องวัดอุณหภูมิฟาเรนไฮต์และเซลเซียสที่ยังมีชีวิตอยู่นั้นมีความโดดเด่นด้วยฝีมือการผลิตที่พิถีพิถัน
มีเทอร์โมมิเตอร์หลายประเภท - เทอร์โมมิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์, ดิจิตอล, เทอร์โมมิเตอร์แบบต้านทาน, เทอร์โมมิเตอร์ bimetallic, เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด (เทอร์โมมิเตอร์ IR), เทอร์โมมิเตอร์ระยะไกล, เครื่องวัดอุณหภูมิอิเล็กโทรคอนแทค และแน่นอนว่าเป็นที่นิยมมากที่สุด - แอลกอฮอล์และ ปรอทวัดไข้. นอกจากเทอร์โมมิเตอร์, เฟรมสำหรับเทอร์โมมิเตอร์, เทอร์โมมิเตอร์วัดค่า (เทอร์โมมิเตอร์), ไพโรมิเตอร์แบบพกพา, ไฮโกรมิเตอร์, เทอร์โมมิเตอร์, เทอร์โมมิเตอร์, เทอร์โมมิเตอร์, บารอมิเตอร์, tonometers, เทอร์โมมิเตอร์, เทอร์โมคัปเปิลและอุปกรณ์อื่น ๆ มีจำหน่ายกันอย่างแพร่หลาย
คำถามที่ว่าจะซื้อเทอร์โมมิเตอร์ได้ที่ไหนตอนนี้ไม่คุ้ม เทอร์โมมิเตอร์ที่หลากหลายที่สุดในตลาด เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆรวมถึงของใช้ในครัวเรือน: เทอร์โมมิเตอร์กลางแจ้งสำหรับหน้าต่างใด ๆ (ทั้งไม้และพลาสติก), เทอร์โมมิเตอร์สำหรับห้องสำหรับบ้านและที่ทำงาน, เทอร์โมมิเตอร์สำหรับอ่างอาบน้ำและซาวน่า คุณสามารถซื้อเทอร์โมมิเตอร์สำหรับน้ำ ชา แม้แต่ไวน์และเบียร์ สำหรับตู้ปลา เทอร์โมมิเตอร์พิเศษสำหรับดิน สำหรับตู้ฟักไข่ เทอร์โมมิเตอร์ภายนอกอาคารและในรถยนต์ มีเทอร์โมมิเตอร์สำหรับตู้เย็น, ตู้แช่แข็งและห้องใต้ดิน มีทุกอย่าง! ราคาขึ้นอยู่กับชนิดของเทอร์โมมิเตอร์ ช่วงราคากว้างเท่ากับช่วงของประเภทเทอร์โมมิเตอร์ หลาย บริษัท มีส่วนร่วมในการขายเทอร์โมมิเตอร์แบบขายส่งและขายปลีกของผู้ผลิตในรัสเซียและต่างประเทศมีร้านค้าเฉพาะและร้านค้าออนไลน์ที่จำหน่ายอุปกรณ์เหล่านี้และสามารถตอบสนองความต้องการอุปกรณ์เกือบทุกชนิดประเภทนี้ การผลิตและการขายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด โมเดลง่ายๆอุปกรณ์วัด ราคาสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวมีมากกว่าที่จ่ายได้ เทคโนโลยีการควบคุมอุณหภูมิและการวัดที่หลากหลายและ โซลูชั่นที่ซับซ้อนในสาขามาตรวิทยาขณะนี้มีให้ไม่เพียง แต่ในมอสโก แต่ในหลาย ๆ เมืองใหญ่รัสเซีย.
ตามกฎแล้วการติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์นั้นไม่ซับซ้อนทางเทคโนโลยี แต่อย่าลืมว่าการยึดเทอร์โมมิเตอร์ที่เชื่อถือได้และทนทานนั้นรับประกันโดยการติดตั้งที่ปฏิบัติตามกฎทั้งหมดเท่านั้นอย่าละเลยสิ่งนี้ โปรดจำไว้ว่าเทอร์โมมิเตอร์เป็นอุปกรณ์เฉื่อย และเวลาในการตกตะกอนสำหรับการอ่านค่าคือ 10 - 20 นาที ขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่ต้องการ ดังนั้น คุณไม่ควรคาดหวังให้เทอร์โมมิเตอร์เปลี่ยนค่าที่อ่านได้ทันทีที่คุณนำออกจากบรรจุภัณฑ์หรือติดตั้ง
ในรูป 75c แสดงเทอร์โมมิเตอร์ที่วัดการขยายตัวของก๊าซ ปรอทหยดหนึ่งล็อคปริมาตรของอากาศแห้งในเส้นเลือดฝอยโดยปิดปลายไว้ เมื่อทำการวัด เทอร์โมมิเตอร์ทั้งหมดจะต้องแช่อยู่ในสื่อ การเคลื่อนที่ของหยดปรอทในเส้นเลือดฝอยบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรของก๊าซ เส้นเลือดฝอยมีมาตราส่วนที่มีเครื่องหมาย 0 และ 100 สำหรับจุดน้ำแข็งละลายและน้ำเดือด เช่นเดียวกับเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท
เทอร์โมมิเตอร์ดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการตรวจวัดที่แม่นยำมาก ๆ เราต้องการพูดถึงเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สเพื่ออธิบายแนวคิดทั่วไปให้กระจ่าง เทอร์โมมิเตอร์ชนิดนี้แสดงในรูปที่ 75บ. บารอมิเตอร์ปรอท AB วัดความดันของปริมาตรคงที่ของก๊าซในกระบอกสูบ C แต่แทนที่จะทำเครื่องหมายความสูงของคอลัมน์ปรอทในบารอมิเตอร์ในหน่วยความดัน เราทำเครื่องหมายด้วย 0 เมื่อกระบอกสูบอยู่ในน้ำแข็งละลาย และ 100 เมื่อ ในน้ำเดือด ฉันวาดมาตราส่วนเซลเซียสทั้งหมดบนพวกมัน จากกฎของบอยล์ แสดงว่ามาตราส่วนของเทอร์โมมิเตอร์แสดงในรูปที่ 75b ควรเหมือนกับเทอร์โมมิเตอร์ในรูปที่ 75 ก.
การใช้เทอร์โมมิเตอร์แก๊ส
เมื่อทำการปรับเทียบเทอร์โมมิเตอร์แก๊สที่แสดงในรูปที่ 76 เราแช่กระบอกสูบในน้ำแข็งละลายและทำเครื่องหมาย 0 บนมาตราส่วนบารอมิเตอร์ จากนั้น เราทำซ้ำขั้นตอนทั้งหมดโดยแทนที่น้ำแข็งด้วยน้ำเดือด เราได้คะแนน 100 โดยใช้มาตราส่วนที่กำหนดไว้ในลักษณะนี้ เราสร้างกราฟของความดันเทียบกับอุณหภูมิ (หากต้องการ ความดันสามารถแสดงเป็นหน่วยความสูงของคอลัมน์ปรอทได้) จากนั้นลากเส้นตรงผ่านจุด O และ 100 และดำเนินการต่อหากจำเป็น นี่จะเป็นเส้นตรงที่กำหนดอุณหภูมิในมาตราส่วนก๊าซและให้ ค่ามาตรฐาน 0 และ 100 ที่จุดที่น้ำแข็งละลายและน้ำเดือด ตอนนี้ เทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สจะช่วยให้เราสามารถวัดอุณหภูมิได้หากเราทราบความดันของแก๊สในกระบอกสูบที่อุณหภูมินั้น เส้นประในรูปที่ 76 แสดงวิธีหาอุณหภูมิของน้ำที่แรงดันแก๊ส 0.6 mHg
หลังจากที่เราเลือกเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สเป็นมาตรฐานแล้ว เราก็สามารถเปรียบเทียบปรอทและกลีเซอรีนกับปรอทได้ จึงพบว่าการขยายตัวของของเหลวส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่วัดโดยเทอร์โมมิเตอร์แบบแก๊สนั้นค่อนข้างไม่เป็นเส้นตรง การอ่านเทอร์โมมิเตอร์ทั้งสองประเภทมีความแตกต่างกันระหว่างจุด 0 ถึง 100 ซึ่งได้ข้อตกลงตามคำจำกัดความ . แต่ปรอทที่แปลกพอให้เส้นตรงเกือบเป็นเส้นตรง ตอนนี้ เราสามารถกำหนด "ศักดิ์ศรี" ของปรอทได้: "ในระดับอุณหภูมิแก๊ส ปรอทจะขยายตัวเท่าๆ กัน" ความบังเอิญที่น่าอัศจรรย์นี้แสดงให้เห็นว่าครั้งหนึ่งเราเลือกได้ดีมาก - นั่นคือเหตุผลที่ตอนนี้เทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทธรรมดาสามารถนำมาใช้โดยตรง วัดอุณหภูมิ
kayabaparts.ru - โถงทางเข้า ห้องครัว ห้องนั่งเล่น สวน. เก้าอี้. ห้องนอน