Hvordan fungerer konstant volumengastermometer?

Hvordan et konstant volumengastermometer fungerer

Et konstant volumengastermometer er en anordning, der bruges til at måle temperatur baseret på forholdet mellem trykket og temperaturen på en gas ved konstant volumen. Sådan fungerer det:

1. Opsætningen: Termometeret består af en pære fyldt med en gas (normalt helium eller brint), der er forbundet til en trykmåler gennem et kapillarrør. Pæren er nedsænket i mediet, hvis temperatur du vil måle. Volumenet af gassen i pæren holdes konstant ved at justere højden af ​​en søjle med kviksølv i et manometer, der er forbundet til systemet.

2. Princippet: Princippet bag dette termometer er afhængig af Gay-Lussacs lov , der siger, at trykket fra en gas er direkte proportionalt med dens absolutte temperatur, når volumen holdes konstant. Dette kan skrives som:

P/t =konstant

Hvor:

* P =tryk på gassen

* T =absolut temperatur (Kelvin)

3. Måling:

* indledende punkt: Pæren nedsænkes først i et referencebad med kendt temperatur (normalt det tredobbelte vandpunkt, 273,16 K). Gasens tryk måles.

* ukendt temperatur: Pæren nedsænkes derefter i mediet, hvis temperatur du vil måle. Gasens tryk måles igen.

* Beregning: Da volumen er konstant, er forholdet mellem trykket direkte proportionalt og forholdet mellem temperaturerne:

P1/T1 =P2/T2

Hvor:

* P1 =Tryk ved referencetemperaturen

* T1 =referencetemperatur

* P2 =tryk ved den ukendte temperatur

* T2 =ukendt temperatur

Løsning til T2, vi får:

T2 =(P2/P1) * T1

4. Fordele:

* Høj præcision: Konstant volumen gastermometre er meget præcise på grund af den direkte proportionalitet mellem tryk og temperatur.

* bredt temperaturområde: Disse termometre kan bruges til at måle temperaturer over en lang række, fra meget lave temperaturer (tæt på absolut nul) til høje temperaturer.

5. Ulemper:

* tidskrævende: At nå ligevægt mellem pæren og mediet kan tage lang tid, hvilket gør måleprocessen langsom.

* voluminøs og kompleks: Apparatet kan være voluminøst og komplekst, hvilket kræver omhyggelig kalibrering og håndtering.

I resuméet Et konstant volumengastermometer måler temperatur ved at udnytte forholdet mellem tryk og temperatur på en gas ved konstant volumen. Denne metode er meget nøjagtig og har et bredt temperaturområde, men den er også tidskrævende og kræver en kompleks opsætning.