Лабораторная работа: Термометрия

Цель работы: Углубить представления о температуре, изучить принципы и освоить некоторые методы измерения температуры.

Оборудование: Жидкостные термометры, термопара, термометр сопротивления, термистор, оптический пирометр «Промiнь», лампа накаливания с блоком питания, электроплитка, потенциометр постоянного тока ПП-63, аккумулятор, мост реохордный Р – 33, блок питания ВСШ на 4 и 6 В, индикатор сопротивления ММВ, металлический стаканчик и другие принадлежности.

1.Теоретическая часть

 

1.1Понятие температуры .

 

     Температура в обычном понимании характеризует степень нагретости тела. Строгое определение температуры даётся в молекулярно–кинетической теории, где под температурой понимают меру средней кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа:   <ε> = (3\2)kT,  где k = 1.38·10-23 Дж/К – постоянная Больцмана, m – масса молекулы, V – скорость её поступательного движения.

     Из последнего определения ясно, что обычная измеренная температура относится к огромному числу молекул и даёт определение об их средней кинетической энергии. Понятие температуры применимо таким образом только к массиву молекулы поэтому температура является макроскопическим параметром состояния вещества.

1.2 Принципы термометрии .

 

1.2.1.Термометрические параметры. 

     Измерение температуры обычно производится косвенным путём, т. е. не сводится к измерению кинетической энергии молекул. Оно основывается на измерении некоторых физических параметров, зависящих от температуры. К параметрам предъявляются следующие требования: выбранный параметр должен существенно, непрерывно, однозначно и просто изменяться простыми средствами; измерен6ия величины параме5тра не должно вносить значительных изменений в температурный режим измеряемой среды.

     Список наиболее употребляемых термометрических параметров имеет следующий вид:

-  объём тела ( тепловое расширение, , жидкостные и газовые температуры);

-  электрическое сопротивление (R=R0(1+t), проводники-терморезисторы и полупроводники-термисторы );

-  термо ЭДС ( термопары или термоэлементы, Тэдс=сt);

-  линейные размеры ( линейное расширение L=L0(1+t), биметаллические пластины);

-  спектр излучения ( энергетическая светимость Rэ=T4,  спектральный состав min= b/T, радиационный, яркостный и цветовой пирометры );

Применяются также зависимость от температуры скорости распространения звука, показателя преломления света веществом и многие другие параметры.

 К внешним принципам методики термометрии относится строгое соблюдение следующего условия – термометрическое тело и среда должны войти в состояние теплового равновесия. Поэтому очень важно, чтобы тепловая «инерционность» измерительного прибора была незначительной, тогда он скорее примет температуру измеряемой среды, а собственная теплоёмкость – минимальной,  при этом он не внесёт искажений в состояние среды.

     В отдельных случаях, при точных и локальных измерениях геометрические размеры рабочей части термометра должны быть точечными.

1.2.2 Температурные шкалы.

     В настоящее время применяются несколько температурных шкал, отличающихся выбором опорных ( реперных ) точек. ............