Шкалы температуры    

    Шкалы температурыДля того чтобы температурные показания имели одинаковое значение, где бы они ни снимались, необходимо иметь определенную шкалу температуры. Шкала должна определяться двумя фиксированными точками отсчета, которые легко получаются и воспроизводятся. Нижняя фиксированная точка - это температура таяния чистого льда при давлении в одну стандартную атмосферу.

    Верхняя фиксированная точка - это температура сухого пара кипящей воды при давлении в одну стандартную атмосферу. Необходимо фиксировать давление, поскольку и точка замерзания, и точка кипения воды меняются с давлением.

    Основной интервал - это - расстояние между фиксированными точками. Оно разделено на некоторое число равных делений. Каждое деление равно одному градусу.

     

    Определение нижней фиксированной точки

     

    Эта точка устанавливается путем погружения колбы и нижней части трубки термометра в сосуд с чистым тающим льдом. Нужно, чтобы колба тесно соприкасалась со льдом, а уровень ртути был как раз над поверхностью льда. Когда уровень жидкости в термометре остается неизменным в течение некоторого времени, в этой точке на трубке делается отметка. Предположим, что расстояние этой точки над колбой составляет l0.

     

    Определение верхней фиксированной точки

     

    Эта точка устанавливается помещением термометра в пар над кипящей водой. Термометр содержится при этом в двухслойной рубашке нагревателя так, чтобы он полностью был окружен паром, а уровень ртутной нити чуть выступал над пробкой, через которую термометр пропущен в рубашку нагревателя. Когда уровень жидкости остается неизменным в течение некоторого времени, то на трубке делается соответствующая отметка в этой точке.

    Предположим, что расстояние этой отметки над колбой составляет l100. В прибор помещается манометр, которым проверяется, что давление внутри пара такое же, как и вне его; внешнее давление записывается.

     

    Шкала температуры по Цельсию

     

    Шкалы температур по Цельсию и КельвинуЭто шкала, используемая для всех научных работ. Нижняя фиксированная точка на шкале Кельвина также температура чистого тающего льда под давлением в одну стандартную атмосферу, и она составляет 273,15 К. На этой шкале нижняя фиксированная точка - это 0 °С, а верхняя фиксированная точка - 100°С. Этот основной интервал делится на 100 равных делений. Если нужен термометр для измерения температуры за пределами этих фиксированных точек, то отметки на шкале продолжаются ниже 0 °С и выше 100 °С. Расстояние между последовательными отметками на шкале остается тем же. Это говорит о том, что жидкость расширяется однородно.

    Когда мы имеем дело с расширением жидкости, то необходим учет объема, но ведь принято, что площадь поперечного сечения столбика остается постоянной, и поэтому вместо объемов можно рассматривать длины. Таким образом, длина градусного интервала на шкале Цельсия составляет (l100 - l0)/100, потому что (l100 - l0) - это основной интервал.

    Когда термометр помещается в жидкость, температура θ которой неизвестна, то уровень жидкости в термометре находится на расстоянии l над колбой. В этом случае температура θ получается по простой пропорции: θ = (( lθ - l0)/(l100 - l0)) х 100.

    Общее уравнение.

    Ранее было отмечено, что любое физическое свойство тела, которое меняется соответственно температуре, может быть использовано для ее измерения. Общее уравнение для температуры θ по Цельсию будет следующим:((Хθ - Х0)/(Х100 - Х0)) х 100, где X - это свойство, которое меняется «однородно» с температурой. Например, X может быть сопротивлением платиновой проволоки или электродвижущей силой термопары.

    Для помощи в решении задач связанных с расчетом температуры вы можете обратиться на сайт www.toehelp.ru

     

    Шкала температуры по Кельвину

     

    Верхней фиксированной точкой является температура сухого пара кипящей воды под давлением в одну стандартную атмосферу, и она составляет 373,15 К. И основной интервал, и размер градуса одинаковы и на шкале Цельсия, и на шкале Кельвина.

    Следовательно, изменения температуры на обеих шкалах будут равны Δθ °С = Δθ К.На рисунке показана простая сравнительная таблица между шкалами Цельсия и Кельвина. Для удобства температура в лаборатории и повседневной жизни измеряется в °С. Ее значения  легко переводимы в К.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved