Термометрическое уравнение

Мы предпочитаем, чтобы нормальное давление было выражено в дин/см , так как в этом случае определение давления основано только на первичных эталонах массы, длины и времени и из этого определения исключена всякая неопределенность в выражении давления в единицах длины ртутного столба при 0° или при плотности ртути 13,5951 г/см . Для того чтобы определение нормального давления в дин/см было эффективным, необходимо исправить термометрические уравнения, приводимые в третьей части, и выражать в них давление в этих единицах. Нормальное давление в этом случае определяется однозначно, и любой прогресс в технике измерения давлений, связанный, в частности, с дальнейшим уточнением наших знаний относительно плотности ртути и ее изотопного состава, не будет влиять на основное определение. [c.72]

Свойства гелия, который используется в качестве термометрического вещества, слабо отличаются от свойств идеального газа, и коэффициентом А2(Т) можно пренебречь всюду, кроме области очень низких температур, поэтому акустические изотермы обычно выглядят как прямые линии с наклоном, который зависит главным образом от В(Т) и его первой производной. В п. 3.2.1 было показано, что зависимость В(Т) выражается полиномом по степеням Т, согласно уравнению (3.18), и соответственно зависимость А1(Т) также может быть выражена в виде полинома согласно уравнению (3.20). [c.101]

Уравнение (3.91) служит основой первичного метода термометрии, если известна молярная поляризуемость и экспериментально определены значения Сг- Как и в акустической термометрии, термометрическим параметром для данного метода [c.129]

Изучение цикла Карно приводит к одному важному следствию, которое дает теоретические основания для выбора температурной шкалы, называемой термодинамической шкалой температур. В 2 главы I было дано определение эмпирической температуры. Из описания ясно, что эмпирическая шкала зависит от выбора термометрического тела и, следовательно, не является абсолютной. Выводы, полученные выше, привели нас к уравнению, которое для некоторого количества рабочего тела может быть написано в форме [c.72]

Прямое использование цикла Карно для измерения температуры обычно приводит к большим экспериментальным погрешностям. Поэтому разработаны практические методы воспроизведения термодинамической температуры, в которых связь между измеряемой величиной и температурой выводят на основе законов термодинамики или статистической физики. К числу таких соотношений относятся уравнение состояния газа, закон Кюри для парамагнетиков, зависимость скорости звука в газе от температуры, зависимость напряжения тепловых шумов на электрическом сопротивлении от температуры, закон Стефана — Больцмана. Температурные шкалы, установленные с использованием указанных соотношений, зависят от свойств термометрического тела, что приводит к появлению таких характеристик шкалы, как воспроизводимость и точность. Кроме того, некоторые шкалы основаны на приближенно выполняющихся закономерностях возникает понятие инструментальной температуры (магнитной, цветовой и т. п.), отличной от термодинамической. [c.172]

Если Тд удалось выбрать так, что значение ее не изменяется в зависимости от способа измерения температуры и типа применяемого термометра, то согласно (и) значение также не будет зависеть от термометрической шкалы. Подстановка в уравнение (и) эмпирической температуры, измеренной каким-либо термометром, дает значение я ) ( ) = Г. Ясно, что число Т уже не зависит от рода применяемого термометра, его называют термодинамической температурой, а последовательный ряд таких чисел — термодинамической шкалой. По доказанному, не может существовать отрицательной термодинамической температуры (в области явлений, изучаемых технической термодинамикой). [c.116]

Указанными свойствами термометрического вещества обладает идеальный газ, подчиняющийся уравнению Клапейрона [c.50]

Затем подбирают рабочее вещество, не меняющее агрегатного состояния в пределах основного интервала шкалы, и для этого вещества выбирают какое-либо свойство Е, называемое термометрическим (например, объемное расширение при нагревании и т. п.). Полагая, что это свойство линейно связано с температурой, приходим к уравнению dt = kdE, где k — коэффициент пропорциональности. [c.121]

Одним из характерных свойств тел, отвечающих этому уравнению, является их свойство быть идеальными термометрическими веществами. т. е. шкала любого термометра с указанным термометрическим веществом будет совпадать с абсолютной термодинамической шкалой. Физически это означает независимость значения Си от плотности. [c.71]

В прошлом температурные шкалы устанавливались по различным термометрическим веществам, но затем было определено, что одним из наиболее удобных термометрических веществ является идеальный газ. В самом деле, уравнение Клапейрона (1-23) позволяет определить температуру с помощью соотношения [c.65]

В последующем будем считать, что температура тела измеряется посредством термометрического устройства, в котором в качестве термометрического вещества используется газ, подчиняющийся уравнению Клапейрона—Менделеева или Ван-дер-Ваальса. [c.13]

Из приведенных уравнений видно, что нелинейность зависимости плотности от температуры растет с повышением последней, но ее относительное значение невелико, даже при 300 °С нелинейность в зависимости плотности от температуры не превышает 3 %. Этим ртуть выгодно отличается от всех других термометрических жидкостей. При использовании чистой ртути, затвердевающей при —38,87 °С, нижний предел измерения —30 °С (изредка —35 °С). [c.85]

Для ртутных ЖСТ в первом приближении высота подъема вершины столбика в капилляре определяется уравнением Я = 18 X X 10 l/oS Ai, где Уо — объем резервуара 5 — площадь сечения канала в капилляре — изменение температуры. Так, при = = 10 м = 1 см и диаметре капилляра около 0,1 мм ЯД/ 1 = = 20 мм К . При шаге деления в 1 мм цена деления равна 0,05 К/дел. Увеличение резервуара и уменьшение сечения капилляра приводят к повышению чувствительности термометрической системы. Практически же емкость резервуара выбирают не более 1 см, а диаметр канала в капилляре не менее чем несколько сотых долей миллиметра. Такие раз.меры характерны для стандартных термометров с ценой деления 0,01 К, выпускаемых промышленностью (ТР-1). Дальней- [c.86]

Применим уравнение температурной шкалы для построения шкалы какого-либо конкретного термометра, например ртутного. В этом случае в качестве термометрического параметра используется объем ртути. Для наблюдения за изменением объема ртути она помещается в стеклянный резервуар с припаянным к нему капилляром. Возьмем в качестве основных температур температуру равновесия между льдом и водой (точка плавления льда) и температуру равновесия между жидкой водой и ее паром (точка кипения воды) при давлении в 1 атм и припишем основным температурам значения 01 = 0° и 02=100°. Градуировка термометра состоит в следующем термометр должен быть погружен в специально приготовленные ванны, в которых две соответствующие фазы — лед и вода или вода и пар — находятся в равновесии при 1 атм. После достижения теплового равновесия между термометром и ванной на капилляре термометра должны быть сделаны отметки, указывающие положение ртути при температурах 0° и 100°. Градус и доли градуса получаются делением интервала между отметками 0° и 100° на сто или другое число равных частей, соответствующее цене наиболее мелкого деления [c.24]

Уравнение (14) может быть использовано для построения температурной шкалы, независимой от природы термометрического вещества. [c.29]

Для того чтобы использовать уравнение (14) в целях построения температурной шкалы, необходимо установить вид функции / (0). Как указано выше, коэффициент полезного действия тепловой машины Карно не зависит от выбора рабочего тела, и, следовательно, функция Р д) является универсальной, т. е. одинаковой для всех веществ. Однако о виде этой функции термодинамика не может дать никаких сведений. Поэтому, так же как и в общем случае установления температурной шкалы по любому термометрическому параметру (стр. 23), вид функции / (0) можно выбрать лишь произвольно. [c.29]

Очевидно, на основании уравнения (14) можно построить бесконечное множество термодинамических шкал, которые будут различаться между собой или выбором функции Р в), или выбором основных температур 0) и 02, или числовыми значениями, приписанными основным температурам. При построении всех этих шкал в качестве термометрического параметра был бы использован коэффициент полезного действия обратимой машины Карно, и, следовательно, все такие шкалы были бы независимы от выбора вещества. [c.29]

Исследования показывают, что в природе вообще не существует физических свойств, связанных с температурой строго линейным законом. Коэфициент К в уравнении (II, 5) для любого термометрического свойства сам является функцией температуры, причем для различных веществ вид этой функциональной зависимости различен. Отсюда следует, что описанным методом МОЖНО) построить столько шкал, сколько будет выбрано термометрических свойств Е. Более того, шкалы, построенные с использованием одного и того же термометрического свойства, но для различных термометрических веществ, также будут отличаться друг от друга, совпадая только в опорных точках г" и V, если при построении сравниваемых шкал они были выбраны общими. [c.28]

В шкале Реомюра температура плавления льда также принята равной 0°, но температура кипения воды положена равной 80° интервал между основными точками делится ка 80 равных частей, НО в качестве термометрической жидкости принята смесь спирта с водой определенного соотношения. Уравнение шкалы Реомюра [c.121]

В последние годы стало появляться все больше сообщений об удачном использовании при лабораторных исследованиях термокондуктометрических и термометрических анализаторов. Если положить, что тепловая энергия распространяется только в жидкости (тепловые потоки из жидкой среды пренебрежимы), и принять, что размеры теплового источника много меньше размеров сосуда с жидкостью, а тепловой импульс вследствие малости не может вызвать заметного нагрева всей жидкости, то уравнение теплопроводности примет вид = X АГ [c.156]

Изменение объема и давления. В качестве термометрического вещества используются газы N2, Н2, Не. Основным соотношением, устанавливающим связь между давлением р, объемом V и температурой Т, является уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона). Чувствительным элементом преобразователя в этом случае является резервуар с газом, при этом создаются условия для поддержания постоянства давления газа (газовые термометры постоянного давления) или постоянства объема газа (газовые термометры постоянного объема). Точность измерений невысока, она определяется степенью приближения газа к идеальному, а также конструкцией преобразователя и точностью измерения давления или объема. [c.232]

В, С — второй и третий вириальные коэффициенты, зависящие от температуры и входящие в уравнение состояния термометрического вещества [c.56]

Однако выбор такой шкалы в качестве стандарта еще не дает нам понятия о температуре как величине, не зависящей от природы термометрического вещества. Действительно, за определение абсолютной температуры можно было бы принять определение ее по уравнению [c.9]

Теоретическая термометрическая шкала. Несомненно, что единственной шкалой температур, удовлетворительной с теоретической точки зрения, является термодинамическая шкала, предложенная Кельвином. Выраженная по этой шкале температура используется в формулировках законов термодинамики и статистической механики она не зависит от свойств применяемых для измерения температуры приборов и веш,еств. Пользуясь такой температурой, можно ожидать, что законы, выражающие зависимость различных свойств веществ от температуры, будут наиболее простыми или, по крайней мере, такими, что каждая наблюдаемая особенность будет характеристикой исследуемого явления, а не термометра, служившего для установления шкалы. При использовании такой температуры уравнения термодинамики принимают свою хорошо известную простую форму. [c.87]

В принципе всякое измерение температуры газовым термометром основано на наблюдениях температуры Т, давления р и объема V некоторой массы т газа, переходящего из термодинамического состояния 1 в состояние 2. Для решения термометрического уравнения необходимо, чтобы масса т = УрМ[ТЯ (для идеального газа), где М — молекулярный вес и R — газовая постоянная, была одинаковой в обоих состояниях. Если полная масса газа не находится при одной и той же температуре, то су.мму парциальных масс в состоянии 1 (2т]) следует приравнять сумме парциальных масс в состоянии 2 (Етг), так что для идеалыного газа имеем [c.94]

Для термометрии в области низких температур, где в качестве термометрического газа используется гелий, уравнение (3.9) является приближенным, так как не учитывает влияния квантовых эффектов. Вопросу изучения вторых вириальных коэффициентов Не и Не в квантовой области ниже 8 К, а также в промежуточной области между 8 и 30 К было уделено довольно много внимания. Первые успешные вычисления вириальных коэффициентов выполнены де Буром и Мичелом в 1939 г. [22]. Псгзднее более точные вычисления были осуществлены Килпатриком и др. [44] и Бойдом и др. [7]. Полное выражение для В(Т) с учетом квантовых эффектов, данное в работе [7], представляет собой сумму двух взаимодействий — В(Т)прям и В(Т)обы. Первая часть описывает парное взаимодействие частиц, подчиняющихся статистике Больцмана, вторая — взаимо- [c.81]

Теперь, завершив изложение основных принципов газовой термометрии, обратимся к факторам, которые приводят к погрешностям. До сих пор достаточно было знать вириальные коэффициенты либо при температурах Го или Тг для термометрии по абсолютным изотермам, либо при температуре Г для газового термометра постоянного объема (ГТПО). Как видно из п. 3.2.1, вириальные коэффициенты достаточно хорошо известны и обычно не являются предметом исследования в термометрии. Погрешность при измерении температуры Т, возникающая из-за неточности в В(Т) и С(Т), относится к числу малых, но систематических погрешностей эксперимента. Одним из самых важных источников погрешностей в газовой термометрии, особенно при высоких температурах, является сорбция термометрического и других газов на стенках колбы газового термометра. Ранее при рассмотрении газтермометрических уравнений пред- [c.88]

Уравнение (3.95) описывает изотерму, наклон которой определяется величиной Л]. Чтобы определить температуру, необходимо знать значения Р, а и К. Полагая величину Р известной, величины а и Р можно определить по двум калибровочным точкам. Эффективная сжимаемость К может быть измерена и другими способами, однако с нужной точностью это сделать трудно. Другой подход требует достаточно точных значений поляризуемости термометрического газа а. Гловер и. Вейнхольд [29] вычислили возможную верхнюю и нижнюю границы поляризуемости Не. На основании известных теоретических работ они предложили значение а, равное 517,031-10 см -моль . Очень близкое к этому значение а, равное 517,033-10 см -МОЛЬ , получили Букингем и Хиббард [8]. Экспериментальное значение, найденное Гьюгеном и Миче-лом [30], составляет (517,257 0,025) 10 см -моль . Это значение основано на температурной шкале НФЛ-75, а указанная" погрешность соответствует погрешности 1 мК НФЛ-75 при погрешности 3 % в измеренной величине сжимаемости К- Разница между экспериментальными и теоретическими значениями а еще не нашла своего объяснения. [c.131]

В заключение этого раздела выясним взаимосвязь между абсолютной термодинамической температурой Т и введенной ранее ( 2) постулативно эмпирической температурой (последнюю в отличие от Т будем обозначать 0). Для этого можно воспользоваться результатами экспериментального изучения термодинамических свойств любой системы, так как величина Т, как говорилось, не должна зависеть от выбора термометрического вещества. Наиболее надежно изучены свойства предельно разреженных одноатомных газов. Термическое уравнение состояния такого газа имеет вид (ср. (3.17)) [c.60]

Функция S, определяемая дифференциальным уравнением (3.5), Р1азывается энтропией, а не зависящая от выбора термометрического вещества температура Т—термодинамической температурой. [c.57]

Важнейшим практическим следствием совпадения термодинамической шкалы температур с идеально-газовой является возможность использования последней при создании эталонного измерительного прибора для температуры. В таком приборе — газовом термометре в качестве термометрического вещества используется газ, состояние которого позволяет считать его идеальным индикатором температуры служит давление, объем сохраняется постоянным. Идеальный газ представляет собой физическую моде.зь, а на практике всегда приходится иметь дело с реа.зьными газами, поэтому для повышения точности измерений вводятся поправки, определяемые по уравнению (3.78). [c.88]

Если за термометрический параметр газа выбрать температурное изменение объема при постоянном давлении или температурное изменение давления при постоянном объеме, то из уравнения (13,2) при Р = onst получаем, что [c.74]

Уравнение (5) можно преобразовать, выразив температуру через средний 1 емпературный коэффициент термометрического параметра а, который в основном интервале температур определяется выражением [c.24]

Необходимо учитьгеать, что показания жидкостного терлю-метра зависят не только от изменения объема термометрического вещества, но также от изменения объема резервуара. Расширение стекла, из которого изготовлен резервуар, вызывает понижение показаний термометра. Поэтому поведение термометра в целом принято характеризовать видимым коэфициентом расширения жидкости в стекле, который определяется уравнением [c.120]

Клапейрона — Менделеева Т — правая часть которого не зависит от с]зрйств термометрического вещества. Но этому уравнению в точности подчиняется только идеальный газ. Для реального газа при любых условиях имеют место отклонения от этого уравнения, хотя и незначительные. В то же время такое определение тем- пературы совершенно не объясняет физического смысла абсолютного нуля. [c.9]

При построении практических температурных шкал, то есть кон1фетных зависимостей между температурой и реальным термометрическим свойством, приписывают значения температур и /2 двум фиксированным точкам Х и Х2, соответствующим основному интервалу шкалы. Если принять /1 = О, то уравнение шкалы, при линейной зависимости X = л (/) имеет вид [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...