ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы измерения температуры и температурные шкалы из "Теплотехнические измерения Изд.5 " Температурой называется степень нагретости вещества. Это представление о температуре основано на теплообмене между двумя телами, находящимися в тепловом контакте. Тело, более нагретое, отдающее тепло, имеет и более высокую температуру, чем тело, воспринимающее тепло. При отсутствии передачи тепла от одного тела к другому, т. е. в состоянии теплового равновесияг температуры тел равны. [c.54] Переход тепла от одного тела к другому указывает на зависимость температуры от количества внутренней энергии, носителями которой являются молекулы вещества. Согласно молекулярно-кинетической теории сообщаемая телу тепловая энергия, вызывающая повышение его температуры, преобразуется в энергию движения молекул. [c.55] Измерить температуру какого-либо тела непосредственно, т. е. так, как измеряют другие физические величины, например длину, массу, объем или время, не представляется возможным, ибо в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Поэтому определение температуры вещества производят посредством наблюдения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического (рабочего) вещества, которое, будучи приведено в соприкосновение с нагретым телом, вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие. Такой метод измерения дает не абсолютное значение температуры нагретой среды, а лишь разность относительно исходной температуры рабочего вещества, условно принятой за нуль. [c.55] Вследствие изменения при нагреве внутренней энергии вещества практически все физические свойства последнего в большей или меньшей степени зависят от температуры, но для ее измерения выбираются по возможности те из них, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравнительно легко поддаются измерению. Этим требованиям наиболее полно соответствуют такие свойства рабочих веществ, как объемное расширение, изменение давления в замкнутом объеме, изменение электрического сопротивления, возникновение термоэлектродвижущей силы и ип-тенсивностъ излучения, положенные в основу устройства приборов для измерения температуры. [c.55] Если принять в качестве основного интервал температур между реперными точками плавления льда и кипения воды, обозначив их соответственно О и 100, в пределах этих температур измерить объемное расширение какого-либо рабочего вещества, например ртути, находящейся в узком цилиндрическом стеклянном сосуде, и разделить на 100 равных частей изменение высоты ее столба, то в результате будет построена так называемая температурная шкала. [c.56] Для измерения температуры, лежащей выше или ниже выбранных значений реперных точек, полученные деления наносят на шкале и за пределами отметок О и 100. Деления температурной шкалы называются градусами. [c.56] При построении указанной температурной шкалы была произвольно принята пропорциональная зависимость объемного расширения ртути от температуры, что, однако, не соответствует действительности, особенно при температурах выше 100 градусов. Поэтому при помощи такой шкалы можно точно измерить температуру только в двух исходных точках О и 100 градусов, тогда как результаты измерения во всем остальном диапазоне шкалы будут неточны. То же явление наблюдалось бы и при построении температурной шкалы с использованием других физических свойств рабочего вещества, таких, как изменение электрического сопротивления проводника, возбуждение термоэлектродвижущей силы и т, п. [c.56] Это уравнение показывает, что при работе теплового двигателя по обратимому циклу отношение количества тепла Ql, получаемого рабочим веществом от нагревателя, к количеству тепла Qг, отдаваемого им холодильнику, пропорционально только отношению температур и Т2 нагревателя и холодильника. Придав определенное значение Тг, при известных значениях Ql и 2 можно из соотношения (2-1) найти искомую величину Т . Однако практически указанный метод измерения температуры использован быть не может, так как нельзя осуществить обратимый цикл работы теплового двигателя. [c.57] Позднее было установлено, что термодинамическая температура совпадает с показанием газового термометра, заполненного идеальным (воображаемым) газом, обладающим пропорциональным изменением давления от температуры. Близкими по своим свойствам к идеальному газу являются водород, гелий и азот, которые и применяются для измерения термодинамической температуры с в- еде-нием небольших поправок на отклонение их свойств от свойств идеального газа Точность показаний газового термометра очень высока, но пользование им сложно, а диапазон измерения незначителен. [c.57] Термодинамическая температурная шкала начинается с абсолютного нуля и в настоящее время является основной. Единицы термодинамической температуры обозначаются знаком К (кельвин), а условное значение ее — буквой Т. [c.57] В дальнейшем с помощью газовых термометров была построена так называемая Международная практическая температурная шкала (МПТШ), легко и точно воспроизводимая и близкая к термодинамической шкале. МПТШ была принята на VII Генеральной конференции по мерам и весам в 1927 г. Это вызывалось необходимостью облегчить измерение температуры с помощью газовой термометрии и унифицировать существующие в разных странах температурные шкалы. [c.57] Исходя из указанных причин Международный комитет мер и весов в 1968 г. в соответствии с решением ХП1 Генеральной конференции по мерам и весам (1967 г.) принял новую Международную практическую температурную шкалу 1968 г. (МПТШ-68), градусы которой обозначаются знаком °С (градус Цельсия), а условное значение температуры — буквой 1. Для этой шкалы градус Цельсия равен кельвину. [c.58] МПТШ-68 основана па значениях температур ряда воспроизводимых состояний равновесия между фазами чистых веществ. Равновесие фаз некоторых из этих веществ и их определяющие реперные точки с присвоенными значениями температур приведены в табл. 2-1. [c.58] Указанные определяющие реперные точки, кроме тройной точки воды, относятся к нормальному атмосферному давлению (101 325 Па). [c.58] Для определения промежуточных температур между реперными точками служат интерполяционные формулы, устанавливающие соотношение между значениями МПТШ-68 и показаниями эталонных приборов, градуированных по этим точкам. Обычно градуировку производят ио точкам затвердевания вещества, так как в этом случае, даже если последнее частично загрязнено примесями, температура его близка к точке плавления чистого вещества. [c.59] При воспроизведении МПТШ-68 кроме определяющих реперных точек могут дополнительно применяться и вторичные реперные точки, такие, как температуры равновесия между твердым и жидким оловом, свинцом и т. д. [c.59] Международная практическая температурная шкала была узаконена в СССР в качестве обязательной для градуировки всех приборов, предназначенных для измерения температуры. При помощи определяющих и вторичных реперных точек и эталонных приборов в органах Госстандарта СССР производятся поверка и градуировка измерительных приборов, служащих для точных измерений температуры и поверки промышленных приборов. [c.59] Кроме Международной практической температурней шкалы существует еще шкала Фаренгейта предложенная в 1715 г. Шкала построена путем деления интервала между реперншш точками плавления льда и кипения воды на 180 равных частей (градусов), обозначаемых знаком Ф. По этой шкале точка плавления льда равна 32, а кипения воды 212° Ф. [c.59] ГС = Г К - 273,15 = 0,556 п - 32), (2-2) где п — число градусов по шкале Фаренгейта. [c.59] Вернуться к основной статье