Газовый термометр и международная практическая температурная шкала

Вводная глава книги содержит краткое обсуждение понятия температура , обзор истории термометрии и вскрывает важное различие между первичной и вторичной термометриями. В гл. 2 рассматриваются истоки известных международных соглашений о термометрии, обсуждаются развитие и современное состояние Международной практической температурной шкалы. В гл. 3 рассмотрены главные методы измерения термодинамических температур, к которым относится газовая термометрия, акустическая термометрия и шумовая термометрия. В гл. 4 описаны реперные точки температуры, тройные точки и точки кипения газов, точки затвердевания и сверхпроводящие точки металлов. Здесь же рассмотрены требования к однородности температуры при сравнении термометров. Три последующие главы посвящены основным методам практической термометрии, термометрам сопротивления, термопарам и термометрии по излучению. Во всех главах, в том числе и во вводной, даны не только физические основы методов высшей точности, применяемых в эталонных лабораториях, но и их подробное описание. Приведены также примеры измерений температуры в промышленных условиях. Книга завершается краткой главой о ртутной термометрии. Каждая глава дополнена обширной библиографией. [c.9]

В связи с трудностями измерения температуры газовым термометром в практике используется более простая Международная практическая температурная шкала, которая может быть градуирована в кельвинах (К) и в градусах Цельсия (°С). [c.8]

Однако пользование газовым термометром представляет большие практически неудобства, поэтому бьшо выбрано несколько постоянных опорных точек, воспроизведение которых в лабораторных условиях не составляет большого труда. Одна из этих точек задается самим определением термодинамической шкалы — это тройная точка воды, которой приписана неизменная температура 273,16 К. Остальные точки установлены на основании как можно более тщательных измерений. Все эти точки представляют собой температуры фазовых переходов разли шых веществ. На основе измерения температур этих точек в 1968 г. установлена Международная практическая температурная шкала ). Поскольку из.мерения по этой шкале не могут гарантировать абсолютно точного совпадения с термодинамической шкалой, температурам по шкалам Кельвина и Цельсия присвоены символы T es и / в. числе опорных точек имеются тройные точки водорода (T es = 13,81 К) и воды (Гб 8 = 573,16 К) и ряд точек равновесия двух фаз различных веществ. Значения опорных постоянных точек Международной практической температурной шкалы приведены в приложении XII. [c.193]

Международная практическая температурная шкала основана на шести реперных точках — температурах равновесия, определенных с помощью газовых термометров и выраженных в термодинамической стоградусной шкале температуры (табл. [c.248]

Теоретической основой построения термодинамической температурной шкалы является обратимый цикл Карно в тепловой системе. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, неосуществима, а измерения термодинамической температуры с помощью газового термометра требуют сложного оборудования и трудны экспериментально, поэтому VII Генеральной конференцией по мерам и весам (1927 г.) принята для практических измерений Международная практическая температурная шкала. IX Генеральная конференция утвердила уточненное Положение о Международной практической температурной шкале 1948 г. , а XI Генеральная конференция приняла новое Положение о Международной практической температурной шкале 1948 г. Редакция 1960 г. [2]. В этом Положении говорится [c.69]

Принцип построения Международной практической температурной шкалы состоит в следующем. С помощью газового термометра определяются термодинамические температуры нескольких постоянных точек шкалы, называемых первичными, ими являются температуры равновесия между двумя фазами чистого вещества при нормальном атмосферном давлении, или же температуры сосуществования трех фаз (тройные точки). Значения термодинамических температур первичных постоянных точек шкалы (кроме тройной точки воды) находят тщательными измерениями, проводящимися независимо друг от друга в разных странах. Из результатов этих измерений выбираются наиболее надежные, и на основании их постоянным точкам шкалы приписываются строго определенные температуры. Эти точки являются опорными (реперными) при построении шкалы. [c.42]

Измерение изменения температуры в результате теплообмена является важнейшей задачей калориметрии. Методы измерения температуры основаны на регистрации эффектов ее проявления, например путем определения изменения объема, сопротивления, спектрального диапазона излучения света, контактной разности потенциалов металлов. При всех этих измерениях принципиальное значение имеет решение вопроса о нулевой точке отсчета температуры и температурной шкале. Абсолютная термодинамическая температурная шкала (шкала Кельвина) тождественна шкале газового термометра (см. ниже), в котором термометрическое вещество - газ подчиняется законам идеальных газов. Однако измерение температуры по этой шкале сопряжено со значительными экспериментальными трудностями. Применяемые в настоящее время приборы для измерения температуры проградуированы в единицах Международной практической температурной шкалы. [c.19]

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]

В заключение упомянем об одном интересном применении уравнения Клапейрона— Клаузиуса. Как отмечалось в 3-4, чрезвычайно важной задачей является введение поправок к любой эмпирической (практической) температурной шкале для приведения ее к термодинамической шкале температур, т. е. для построения термодинамической шкалы по данной конкретной эмпирической температурной шкале (например, по шкале газового термометра). В гл. 3 было приведено уравнение, дающее величины поправок к международной практической шкале температур для приведения ее к термодинамической шкапе. Но как были определены сами эти поправки Для определения этих поправок, т. е. раз. ницы между температурами по термодинамической (Г) и практической (Т ) шкалами или, иными словами, зависимости T=f (Т ), существуют разные методы. Один из них основан на использовании уравнения Клапейрона—Клаузиуса. [c.144]

В связи с экспериментальными трудностями, возникающими при установлении термодинамической температурной шкалы с помощью газового термометра, УП Международная конференция мер и весов в 1927 г. приняла (17] практическую шкалу, именуемую Международной шкалой температур, которая в интервале от температуры плавления льда до температуры 660° С была основана на показаниях стандартного платинового термометра сопротивления — прибора высокой точности и воспроизводимости. Международная шкала температур была построена так, чтобы она возможно точно совпадала со стоградусной термодинамической шкалой. В указанном выше интервале температур сопротивление платиновой проволоки связано с температурой по Международной шкале, обозначаемой формулой Каллендара [18] [c.74]

Благодаря принятому способу построения Международная температурная шкала сравнительно легко воспроизводима, и точные измерения температуры по этой шкале широко проводятся в практике научной работы и в технике. Важно отметить, что точность, с которой может быть измерена температура по Международной шкале, значительно выше, чем точность измерения температуры по термодинамической шкале. Это определяется высокой воспроизводимостью показаний термометров, служащих для измерения температуры в Международной практической шкале, значительно превышающей воспроизводимость газовых термометров. [c.43]

Однако газовые термометры могут быть использованы для воспроизведения термодинамической стоградусной температурной шкалы только до температур не выше 1200°С, что не может удовлетворить современным требованиям науки и техники. Использование же газовых термометров для более высоких температур встречает большие технические трудности, которые в настоящее время непреодолимы. Кроме того, газовые термометры являются довольно громоздкими и сложными приборами и для повседневных практических целей весьма неудобными. Вследствие этого для более удобного воспроизведения термодинамической стоградусной температурной шкалы в 1927 г. была принята практическая шкала, которая была названа Международной температурной шкалой 1927 г. (МТШ-27). [c.59]

Прибором, при помощи которого создана Международная практическая температурная шкала (МПТШ-68), является газовый термометр постоянного объема. Теоретической предпосылкой, позволяющей использовать газовый термометр для измерения температур, является наличие функциональной зависимости между давлением идеального газа, находящегося в сосуде с постоянным объемом, и абсолютной температурой [c.71]

СвоеобразнЕ)1ми хранителями этой шкалы являются постоянные температуры фазового равновесия между двумя или тремя фазами чистого вещества температуры кипения и затвердевания, температуры тройных точек. При помощи газового термометра тщательно измеряются эти температуры, им придаются численные значения, которые фиксируются в тексте международных практических температурных шкал. В настоящее время действует МПТШ— 68, зафиксированная в нормативных документах [20]. В табл. 3.1 приведены значения основных реперных точек МПТШ—68. [c.74]

Измерение Н. т. Первичным прибором для измерения термодинамич. темп-ры вплоть до 1 К служит газовый термометр. Др. вариантами первичного терлюметра являются акустич. и шумовой термометры, действие к-рых основано на связи термодинамич. темп-ры соответственно со значением скорости звука в газе и с интенсивностью тепловых флуктуаций напряжения в электрич. цепи. Первичные прецизионные термометры используют в осн. для определения темп-р легко воспроизводимых фазовых равновесий в однокомпонентных системах (т. н. реперных точек), к-рые служат опорными температурными точками Международной практической температурной шкалы (МПТП1-68). [c.349]

Для диапазона температур от 13,81 до 6300 К в 1968 г. была установлена Международная практическая температурная шкала МПТШ-68, основанная на ряде воспроизводимых равновесных состояний различных веществ, которым приписаны определенные значения температур. Эти значения температур были определены с помощью газовых термометров по термодинамической шкале. Однако полученные разными авторами значения температур для одних и тех же фазовых переходов значительно различались вследствие больших погрешностей,, присущих газовым термометрам. Поэтому для каждой точки равновесия выбранных фазовых переходов были законодательно приняты наиболее достоверные (точные) значения, приведенные в табл. 3 и образующие в своей совокупности основные реперные точки шкалы МПТШ-68. [c.61]

Как уже отмечено, калориметр термохимической лаборатории МГУ имеет сравнительно небольшие размеры (внутренний объем около 9 мл). Использование калориметров большего размера (50—150 мл) позволяет несколько повысить воспроизводимость измерений по сравнению с приведенной выше. Однако при сравнении результатов определений теплоемкостей одного и того же вещества, полученных в разных лабораториях, нередко имеются расхождения, значительно превышающие воспроизводимость измерений. Например, при определениях теплоемкости бензойной кислоты даже в очень тщательно проведенных в последние годы работах наблюдались расхождения, доходящие до 0,5%. Эти расхождения частично могут быть связаны с некоторым различием национальных температурных шкал (например, шкалы температур, используемые ниже кислородной точки, в СССР и США установлены независимыми сличениями групп платиновых термометров с газовым термометром (см. I, стр. 85) и могут несколько различаться). Другой причиной может быть различие производных йЩйТ для платины возле кислородной точки при использовании, с одной стороны, Международной практической температурной шкалы, а с другой стороны, результатов непосредственной градуировки по газовому термометру. Отмеченные причины будут, по-видимому, вскоре устранены или влияние их существенно уменьшено, так как в настоящее время в разных странах мира уже проводится подготовительная работа для унификации температурной шкалы в области 10—90°К. [c.314]

Шкала температуры стоградусная, шкала Цельсия. В 1742 г. швед, астроном и физик А. Цельсий разделил интервал между тем-рами плавления льда и кипения воды на 100 частей. Точке кипения воды он присвоил при этом значение тем-ры, равное О, точке плавления льда — 100. В 1750 г. Штрёмер переменил местами числа градусов у тем-ры плавления льда и кипения воды. Эта шкала получила название стоградусной термодинамической температурной шкалы. Вместе с тем, в лит-ре ее иногда наз. шкалой Цельсия. Ед. стоградусной шкалы наз. градусом Цельсия и обознач. [°С °С], а если необходимо было подчеркнуть термодинамический характер шкалы, то добавляли индекс терм" (например, 37 °С ерм - Воспроизводилась шкала по показаниям газового термометра. В наст, время Ш. т. с. не применяется. Градус Цельсия в наст, время явл. единицей Международной практической температурной шкалы Цельсия и термодинамической температуры Цельсия. [c.346]

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]

Кроме того, создание газового термометра и работа с ним представляет обширный комплекс разнообразных и тонких исследований, которые под силу только первоклассным исследовательским институтам, и поэтому количество газовых термометров весьма ограничено. Наконец, газовые термометры не обес-г(ечивают достаточно надежного измерения температуры. Погрешность единичного измерения температуры газовым термометром получается слишком большой. Все эти причины привели к возникновению необходимости разработать методы осуществления такой шкалы температур, которая практически совпадала бы с термодинамической, позволяла бы расширить последнюю в оОласть очень высоких температур и отличалась бы удобством и надежностью воспроизведения. Так возникла Международная температурная шкала . [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...