Фиксированные точки, термометра

Фиксированные точки, термометра 91, 94 Фильтры для оптических пирометров 115 Флюс для расплавления 50 Фокусирующая камера 254 Фосфористая бронза 234 [c.397]

Важное значение трудов Фаренгейта заключается в том, что он создал как стабильные термометры, так и воспроизводимые шкалы. Он не только первым предложил шкалы с двумя фиксированными точками, но первым нашел применение для хороших термометров. [c.32]

Примерно в то же время французский ученый Амонтон разработал газовый термометр постоянного объема. В качестве термометрического вещества он использовал воздух и нашел, что отношение самого большого летнего тепла к самому большому зимнему холоду в Париже составляет приблизительно б 5. Затем он пошел далее и заключил, что самая низкая возможная температура должна соответствовать нулевому давлению газа. Это можно считать первым шагом на пути изучения понятия температуры. Согласно Амонтону, мы можем определять температуру как величину, просто пропорциональную давлению газа, и таким образом для создания шкалы необходима лишь одна фиксированная точка. Несмотря на более раннюю работу Бойля и Мариотта, эта идея не была поддержана, по-видимому, по весьма веской причине — газовый термометр представлял собой слишком сложный прибор. Тогда не сумели понять, что созданная таким образом шкала содержит гораздо больший физический смысл, чем шкала Фаренгейта. [c.32]

Историю термометрии с начала 18 столетия можно проследить по двум направлениям, родоначальниками которых были Фаренгейт и Амонтон. С одной стороны, разрабатываются все более точные практические шкалы, основанные на произвольных фиксированных точках, такие, как шкалы Фаренгейта, Цельсия и Реомюра, при одновременном создании все более совершенных практических термометров. С другой стороны, наблюдается параллельное развитие газовой термометрии и термодинамики. Первый путь привел (через ртутные термометры) к появлению платиновых термометров сопротивления, к работам Каллендара и наконец в конце 19 в. к платино-платинородиевой термопаре Шателье. В гл. 2 будет показано, что кульминационной точкой в практической термометрии явилось принятие Международной температурной шкалы 1927 г. (МТШ-27). Следуя по пути развития газовой термометрии, мы придем к работам Шарля, Дальтона, Гей-Люссака ш Реньо о свойствах газов, из которых следуют заключения о том, что все газы имеют почти одинаковый коэффициент объемного расширения. Это послужило ключом к последующему пониманию того, что газ может служить приближением к идеальному рабочему веществу для термометра и что можно создать [c.32]

На практике применение газовых термометров не представляется возможным при исследованиях обычно применяют различные описанные ниже другие средства измерения температуры термопары, термометры сопротивления. Показания этих приборов должны быть приведены к шкале идеального газа, и это обычно делается посредством нескольких фиксированных точек, температура которых тщательно определяется газовым термометром. Наиболее прямой метод заключается в измерении величин для выбранного свойства (например, электродвижущей силы термопары) в различных фиксированных точках, после чего вычерчивают график, выражающий зависимость этого свойства q от температуры t. Иногда результирующая кривая выражается уравнением [c.91]

После установления фиксированных точек шкалы естественно возникли вопросы интерполяции, что привело к тщательным исследованиям стекол и термометрических жидкостей. Наблюдения, проведенные на термометрах из одинакового стекла, которые заполнялись водой, маслом, спиртами, ртутью, показали различный ход мениска уровня жидкости при промежуточных температурах. В этих исследованиях была обнаружена температурная инверсия плотности воды при 4° С. [c.11]

Практический способ измерения температуры ясен из ее определения. В качестве термометра можно взять любую термическую систему с фиксированными механическими параметрами, а в качестве температуры — значение любой связанной с состоянием термометра величины, лишь бы она менялась при изменении его энергии. Для измерения температуры какой-либо системы нужно создать тепловое соприкосновение между ней и термометром, исключив всякое иное взаимодействие, и дождаться наступления равновесия. После этого определяют температуру термометра, наблюдая измеряющую температуру величину. Температура же системы по определению та же, что и температура термометра. Конечно, это будет температура того состояния системы, которое получится после присоединения к ней термометра. Если же нас интересует состояние, бывшее до присоединения, то термометр должен быть достаточно мал, чтобы не очень сильно изменить состояние системы, либо нужно позаботиться о восстановлении прежнего ее состояния. [c.39]

Для однозначного определения шкалы мы можем воспользоваться любым из следующих двух способов. Первый из них основан на использовании двух фиксированных точек, лежащих выше нуля, причем разности температур, отвечающих этим точкам, приписывается определенное значение. Другой способ заключается в использовании одной фиксированной точки, которой приписывается определенное численное значение температуры. До недавнего времени калибровка температурной шкалы Кельвина производилась по двум фиксированным точкам точке плавления льда Го °К и точке кипения Го + 100° К чистой воды при давлении в одну стандартную атмосферу (101 325 ньютонЫ ). Величину Тц можно измерить с помощью газового термометра. При низких давлениях уравнение состояния реального газа можно записать в виде [c.77]

При первой проверке [25] Международной шкалы температур, произведенной на IX Генеральной конференции мер и весов в 1948 г., значения трех реперных точек были оставлены без изменений, однако было установлено, что нуль стоградусной шкалы лежит на 0,0100° ниже температуры тройной точки чистой воды. Были наложены несколько более жесткие ограничения на свойства платиновой проволоки отношение сопротивления Rt Ro при I = 100° должно было быть не менее 1,3910. Температурный интервал шкалы, определяемой с помощью платинового термометра сопротивления, проградуированного в трех фиксированных точках, был с жен до интервала от точки плавления льда до точки плавления сурьмы (630°С). [c.75]

В интервале между точками затвердевания сурьмы и золота имеется мало данных о знаке и величине расхождений между термодинамической и Международной шкалами. В качестве условного определения для точки золота было принято значение 1063° С несомненно, оно останется таким до тех пор, пока не будут получены новые фундаментальные и более точные результаты. Переход от 960,5 к 960,8° С лежит в пределах неопределенности фиксирования точки затвердевания серебра по термодинамической шкале. Благодаря этому изменению шкала термопары лучше согласуется не только со шкалой термометра сопротивления в точке затвердевания сурьмы, но и со шкалой оптического пирометра в точке затвердевания золота, если пользоваться значением С =, А2>Ъсм-град. [c.63]

Международная техническая шкала температур использует несколько фиксированных точек, для которых приводятся численные величины и указывается, какие термометры должны [c.320]

Чтобы объяснить различие между первичной и вторичной термометрией, прежде всего укажем, в чем смысл первичной термометрии. Под первичной термометрией принято понимать термометрию, осуществляемую с помощью термометра, уравнение состояния для которого можно выписать в явном виде без привлечения неизвестных постоянных, зависящих от температуры. Выше было показано, каким образом постоянная Больцмана обеспечивает необходимое соответствие между численными значениями механических и тепловых величин и каким образом ее численное значение определяется фиксированием температуры 273,16 К для тройной точки воды. Таким же способом было найдено численное значение газовой постоянной. Таким образом, имеются три взаимосвязанные постоянные Т (тройная точка воды) или То (температура таяния льда), к и R. В принципе теперь можно записать уравнение состояния для любой системы и использовать ее в качестве термометра, смело полагая, что полученная таким способом температура окажется в термодинамическом и численном согласии с температурой, полученной при использовании любой другой системы и другого уравнения состояния. Примерами таких систем, пригодных для термометрии, могут служить упомянутые выше при обсуждении определения к н Я газовые, акустические, шумовые термометры и термометры полного излучения. Наличие не зависящих от температуры постоянных, таких, как геометрический фактор в термометре полного излучения, можно учесть, выполнив одно измерение при То Последующее измерение Е(Т) [c.33]

В системе, состоящей из частей, процесс установления равновесия сопровождается выравниванием температур всех ее частей. Из-за этого свойства, делающего температуру легко определимой и очень удобной для суждения о возможности равновесия, ею часто пользуются вместо энергии для характеристики равновесных состояний. Согласно принципу необратимости всякое равновесное состояние полностью определяется значениями внешних механических параметров и энергией. Следовательно, и температура всякого равновесного состояния есть функция механических параметров и энергии, конечно, разная для разных систем. Но это означает и обратное энергия определяется механическими параметрами и температурой, так что и само равновесное состояние вполне определяется значениями механических параметров и температуры. Все сказанное справедливо и для неполных равновесий, так как система в состоянии неполного равновесия, если только она термически однородна, может быть в тепловом контакте с другими системами и подчиняется при фиксированных внутренних параметрах принципу необратимости. Нри этом термическая однородность очень существенна. Если ее нет, то приводя термометр в контакт с разными частями системы, мы будем получать разные температуры. [c.39]

Сосуд с отвешенной в нем водой устанавливают в фиксированном положении в гнездо калориметра, погружают в него также в фиксированном положении подготовленную калориметрическую бомбу с присоединенными к ней для зажигания образца проводниками. На поверхность воды (если пользуются открытым калориметрическим сосудом) наносят всегда одно и то же число капель масла, герметизируют крышку гнезда и надевают крышку оболочки. Затем вставляют термометр, подготовляют приборы, необходимые для измерения температуры, и пускают в действие мешалки калориметра и оболочки. [c.39]

К наиболее затруднительным моментам испытания на термическую устойчивость относятся соблюдение определенной скорости переноса образца в охлаждающую среду и установление точной температуры образца перед охлаждением. Для определения температуры применяют контактные термометры, теплочувствительные краски, наносимые на испытуемую поверхность, и другие средства. С этой точки зрения более надежным способом является загрузка образцов в печь, нагретую до точно фиксированной температуры. [c.445]

Выбор термометра сопротивления в качестве основного, первичного инструмента термометрии принципиально означал бы возврат к времени до Кельвина. Фиксирование температурной шкалы резко отличается от выбора эталонов метрической системы или электрических эталонов. В этих последних случаях мы связаны только требованиями неизменности и легкости воспроизведения эталонов. То [c.87]

Температура. Этот параметр состояния характеризует степень нагретости тела (газа). За начало отсчета температур выбрано такое воображаемое состояние тела, при котором его молекулы (атомы) не движутся, и этому состоянию придано значение нуля температуры (абсолютный нуль). Если к этому телу подводить тепло, температура его в общем случае будет увеличиваться различной степени натре-тости соответствует и разная температура, определяемая прибором, называемым термометром. Другим фиксированным тепловым состоянием, которому придано определенное значение температуры, служит так называемая тройная точка воды в этом состоянии вода при определенных условиях может одновременно состоять в трех агрегатных состояниях твердом, жидком и газообразном. Температуре воды в этом состоянии придано численное значение 273 (точнее, 273,16). Таким образом, единицей измерения температуры может служить 1/273 часть (точнее, 1/273,16) температуры между нулем температур и температурой тройной точки воды. Эта единица измерения температуры получила название кельвин (обозначается К) по имени английского ученого Вильяма Кельвина, предложившего отсчитывать температуру от упомянутого ранее нуля температур. Температура, измеренная этой единицей, обозначается Т. [c.10]

Таким образом, к середине 17 в. уже имелись чувствительные термометры, но еще не предпринималось серьезных попыток создания универсальной температурной шкалы. В 1661 г. сэр Роберт Саутвелл, который позднее стал президентом Королевского общества, привез из путешествия флорентийский спиртовой термометр. Роберт Гук, тогдашний секретарь Королевского общества, усовершенствовал итальянский прибор, введя в спирт для удобства красный краситель и сделав устоойство для нанесения шкалы. Гук опубликовал предложенный им метод в 1664 г. в книге Микрография . В ней он показал, как, исходя из первых принципов, можно изготавливать сравнимые термометры, не сохраняя строго постоянными их размеры, что пытались делать флорентийцы. Его метод был основан на равных приращениях объема с ростом температуры, начиная от точки замерзания воды. С какими трудностями достаются знания о фиксированных точках температуры при почти полном отсутствии информации, свидетельствует то, что Гук одно время пытался использовать две фиксированные точки в качестве точки замерзания воды. Он полагал, что температура, при которой начинает замерзать поверхность ванны с водой, отлична от температуры, при которой затвердевает вся ванна. Вероятно, его ввело в заблуждение то, что плотность воды максимальна вблизи 4 °С, вследствие чего в начале замерзания нижняя область ванны с неподвижной водой теплее, чем поверхность воды. Тем цр менее он создал шкалу, каждый градус которой соответствовал изменению объема рабочей жидкости его термометра примерно на 1/500 (что эквивалентно около 2,4 °С). Его шкала простиралась от —7 градусов (наибольший зимний холод) до +13 градусов (наибольшее летнее тепло). Эта шкала была нанесена на разнообразные термометры, которые градуировались по оригиналу, принятому Королевским обществом и калиброванному по методу Гука. Этот термометр, описанный Гуком на заседании Королевского общества в январе 1665 г., получил известность как эталон Грешем Колледжа и использовался Королевским обществом вплоть до 1709 г. Введенная таким образом шкала эталона [c.30]

В начале 18 в. появляются работы Фаренгейта и Амонтона, внесших важный вклад в термометрию, но в совершенно разных направлениях. Оба они заложили основы двух независимых направлений термометрии, каждое из которых во многих отношениях сохранилось неизменным до наших дней и которые мы коротко называем первичной и вторичной термометрией. Фаренгейт, по-видимому, был первым человеком, который научился изготавливать надежные ртутные термометры. Кроме того, в период между 1708 и 1724 гг. после дискуссий с датским астрономом Рёмером он разработал метод установления шкалы, основанный на двух фиксированных точках с делением интервала между ними на удобное число градусов. В конце концов он предложил шкалу, в которой одной из фиксированных точек служила температура человеческого тела, которую он принял за 96 градусов, второй фиксированной точкой была точка таяния льда 32 градуса. Используя шкалу, предложенную в 1724 г. (более подробное обсуждение см. в книге Миддл- [c.31]

Измерение высоких температур газовым термометром и внесение поправок по фиксированным точкам на шкале идеального газа становятся очень затруднительными. Выше 1063° Международная температурная шкала определена по формуле излучения Планка (глава 8) постоянная Сг в формуле имеет значение 1,438 см-град. Метод, с помощью которого получена температурная шкала в этой области, будет описан ниже, после рассмотрения законов излучения и их применения в оптической пирометрии. Однако ib большинстве опубликованных рабог дается температура по Международной шкале 1927 г. В ней температуры выше 1063° определены по формуле излучения Вина (удовлетворительное приближение к формуле Пл1анка установлено экспериментально в широком интервале температур) однако в этом случае постоянная Сг имеет значение 1,432 см- град. Значение Сг было выбрано для воспроизведения газовой шкалы с возможно большей точностью последние работы показали значительную ошибку ее определения, и в 1941 г. Бирж [49] установил наиболее вероятное значение 1,43848 см-град. Бирден и Вате [50] указали наиболее вероятное значение 1,43870 см-град. Таким образом, все международные температурные шкалы выше 1063°, применявшиеся до 1949 г., несколько отличаются от истинной газовой температурной шкалы. Фиксированные точки для температур от 1063° и выше приведены в таб1л. 6. [c.94]

Метрологическую основу термометрии заложил падуанский врач Санкторио. Используя термоскоп Галилея, он ввел две абсолютные точки и регла.ментировал систему поверки, согласно которой все флорентийские термометры градуировались по образцовому санкто-рианскогалилеевскому прибору. Значения фиксированных точек не сохранились. Известно, что флорентийские термометры удовлетворяли основному метрологическому требованию в одинаковых условиях — одинаковые показания. Флорентийские термометры сразу же нашли широкое применение в метеорологических измерениях из летописей. можно установить, ч то точка таяния льда соответствовала 13,5 градусам флорентийской шкалы. [c.10]

Гданьскому стеклодуву Фаренгейту человечество обязано началом серийного производства термометров и выбором в качестве рабочей жидкости ртути (1714 г.). В шкале Фаренгейта уже достаточно определенно воспроизведены три фиксированные точки. Температура тела здорового человека принималась равной 12 градусам промежуточная температура таяния чистого льда, согласно измерениям, оказалась равной 4 градусам. Градусы Фаренгейта получились вначале неудобно большими. Для более тонких отсчетов Фаренгейт трижды последовательно делил их пополам, что привело к восьмикратному уменьшению единицы. При этом температура таяния льда стала равной 32 градусам, а температура тела человека — 96 градусам. Температура таяни.я льда в те времена предполагалась ненадежной, поскольку уже были известны случаи переохлаждения жидкостей. Температура кипения воды была вначале величиной производной и равной 212 градусам. Фаренгейт провел изыскания надежных фиксированных точек шкалы и установил, что температура смеси льда с водой стабильна при значительной вариации внешних условий, а температура кипения воды зависит от барометрического давления. Шкала Фаренгейта получила широкое распространение. В 1736 г. точки замерзания и кипения воды при фиксированном барометрическом давлении были приняты в качестве основных для всех шкал. [c.11]

Шкала термометра устанавливает меру соответствия между вь >-ступающим в капилляре столбиком и измеряемой температурой. Конструкции шкал должны гарантировать однозначность механической связи с капилляром и удобство наблюдения положения мениска. Деление шкалы должно опираться на точные значения температур в фиксированных точках и интерполяционные формулы с учетом характера термического расширения термометрической жидкости и стекла. Основные трудности при делении шкалы связаны с нелинейностью свойств жидкостей и стекол. При равномерном делении шкалы в промежутке 0°С... 100 °С погрешность за счет деления не превышает 0,05 К. Экстраполяционное деление дает менее надежные результаты. Экстраполирование стоградусной шкалы на ртутном термометре из стекла 1565 до 700 °С приводит к погрешности 75 К. Экстраполяция шкалы, основанной на точках таяния льда и сублимации двуокиси углерода, до температуры кипения азота для пентанового термометра дает погрешность 23 К. В связи с большой надежностью интерполяции у платиновых термометров сопротивления градуировку промежуточных значений шкалы производят по показаниям термометров сопротивления. [c.86]

Конденсационный термометр мож но применять в ограниченной температурной области, но он очень удобен для вторичных градуировок, так как с его помощью можно получить значення температур (в те.мпературной области его применения) в виде серии вспомогательных фиксированных точек. [c.151]

В своем труде, посвященном газовым термометрам, Даниель Бертело стремился выразить температуру затвердевания воды по шкале Кельвина и вычислить поправки, которые следует вносить в показания различных газовых термометров для приведения этих показаний к шкале Кельвина, принимая в качестве фиксированных точек температуры затвердевания и кипения воды. [c.90]

Термометрия на фиксированной длине волны по сдвигу края собственного поглощения кристалла является вторым по чувствительности методом (после интерференционной термометрии). Очевидной особенностью данного метода является то, что температурная чувствительность сигнала S и диапазон измеряемых температур (А9)-т являются взаимно дополнительными характеристиками, т. е. связаны соотношением 8 А9)т onst. Для преодоления этого ограничения можно при увеличении температуры пластинки использовать последовательно несколько лазеров с увеличивающейся длиной волны. Каждый следующий (более длинноволновый) лазер начинает измерения тогда, когда чувствительность предыдущего уменьшилась до заранее выбранной величины (например, 0,01 от максимального значения). Такой способ, однако, усложняет оптическую схему термометрии. [c.119]

Поправка на внешнее давление тоже постоянна для начальной и конечной температур калориметра, если не меняется внешнее давление. Поскольку коэффициент внешнего давления невелик (стр. 62), то изменением атмосферного давления за время калориметрического опыта почти всегда можно пренебречь и считать, что поправка на внешнее давление при измерении разности температур исклю- чается. Однако в работах очень высокой точности все же целесообразно отмечать изменение атмосферного давления за время опыта и оценивать, насколько изменилась по этой причине поправка на внешнее давление (разумеется, положение термометра в калориметре должно быть фиксированным, чтобы гидростатическое давление жидкости не менялось). [c.75]

Выше было отмечено, что практическая температурная шкала должна быть основана на фиксированных реперных точках и что вторичный термометр должен применяться как интерполяциои-ный прибор. Это правило было с большим успехом использовано для платинового термометра сопротивления в области температур выше 90° К. Однако ниже этой температуры применение такого способа установления шкалы осложняется тем, что не найдено простого соотношения между температурой и сопротивлением платины. И все же это обстоятельство не исключает возможности использования этого принципа, поскольку существует практический метод, впервые предложенный Крего, расширенный и обработанный Хогом [10] и ван-Дейком [111. Этот метод со-стопт в использовании стандартной таблицы зависи.мости сопротивления от TeNmepaiypbi с градуировкой нового термометра по реперным точкам. [c.156]

Может показаться, что при введении способов ос, р и т.д. мы в отношении фиксации ряда переменных проявили излишнюю строгость, например можно в адиабатически изолированную систему О вставить через стенку очень маленький, практически не возмушаюший состояния системы термометр (или соответствующий датчик), и мы будем знать помимо V, еще и температуру в, в систему, ограниченную теплопроводящими стенками р, вставить миниатюрный манометр и так измерить еще и давление, и т. п. Однако, как показано на рис. 11, эти может быть незаметные , и, с точки зрения обывателя, несущественные вставки меняют принцип выделения объекта исследования, сразу переводя, один способ в другой (при появлении термометра, приходящего в тепловой контакт с системой а, ге энергия перестает быть строго фиксированной, появление мембраны манометра 3 системе 9 переводит ее в класс 5 и т. д.). -. [c.29]

Шкала газового термометра была введена через отношение давлений при фиксированных объемах газа. Для цикла Карно, как видим, отношение температур нагревателя 0х и холодильника 0г можно определить через отношение наблюдаемых величин (в данном случае отношение количеств тепловых взаимодействий Ql и г)- Тепловые взаимодействия Ql и Q2 можно предварительно определить. Следовательно, можно определить отношение температур 0х и 0г. Тем не менее, зная отношение 0г/01, численные значения самих величин 0х и 0г мы не знаем. Действительно, если мы знаем, что ж/у = 5, то еще неизвестно, чему равны гс и у. Для ощюделения одной из температур 0х или 0г нужно знать значение другой. Необходимо выбрать реперную точку, легко воспроизводимую в лабораторных условиях. Как и в случае шкалы газового термометра, Кельвин предложил в качестве реперной выбрать тройную точку воды, т. е. 0ер = 273.16 К. Получившаяся шкала температур совпадает со шкалой газового термометра, поэтому можно записать, что 0 = Г. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...