В чем заключается процесс измерения температуры

В чём заключается процесс измерения температуры?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Связанных вопросов не найдено

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

• Все категории
• экономические 43,679
• гуманитарные 33,657
• юридические 17,917
• школьный раздел 612,708
• разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

• Обратная связь
• Правила сайта

Глава вторая. Измерение температуры

Глава втораяИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ2-1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ 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 равновесия, температуры тел равны. а) Методы измерения температуры 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. 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. 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 ин­тенсивность излучения положенные в основу устройства приборов для измерения температуры. б) Температурные шкалы Изменение агрегатного состояния химически чистого вещества (плавление или затвердевание, кипение или кон­денсация), как известно, протекает при постоянной температуре, значение которой определяется составом ве­щества, характером его агрегатного изменения и давле­нием. Значения этих воспроизводимых температур равновесия между твердой и жидкой или жидкой и газообраз­ной фазами различных веществ при нормальном атмос­ферном давлении 1 ( 1 Нормальное атмосферное давление условно принято равным среднему давлению воздушного столба земной атмосферы ) равном 101 325 Па (760 мм рт. ст.), на­зываются реперными точками . Если принять в качестве основного интервал темпера­тур между реперными точками плавления льда и кипения воды, обозначив их соответственно 0 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. Для измерения температуры, лежащей выше или ниже выбранных значений реперных точек, полученные деле­ния наносят на шкале и за пределами отметок 0 и 100. Деления температурной шкалы называются градусами. 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 0 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. Пользуясь вторым законом термодинамики, англий­ский физик Кельвин в 1848 г. предложил совершенно точную и равномерную, не зависящую от свойств рабо­чего вещества шкалу, получившую название термодина­мической температурной шкалы (шкалы Кельвина). Пос­ледняя основана на уравнении термодинамики для обра­тимого процесса (цикла Карно), имеющем вид: Это уравнение показывает, что при работе теплового двигателя по обратимому циклу отношение количества тепла Q1 получаемого рабочим веществом от нагревателя, к количеству тепла Q2 отдаваемого им холодильнику, пропорционально только отношению температур T1 и Т2 нагревателя и холодильника. Придав определенное значе­ние Т2, при известных значениях Q1 и Q2 можно из соот­ношения (2-1) найти искомую величину T1. Однако практически указанный метод измерения температуры использован быть не может, так как нельзя осуществить обратимый цикл работы теплового двигателя. 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 введе­нием небольших поправок на отклонение их свойств от свойств идеального газа 1 . ( 1 Свойства водорода и гелия близки к законам идеального газа при низких температурах, а азота-при высоких ). Точность показаний газового термометра очень высока, но пользование им сложно, а диапазон измерения незначителен. Термодинамическая температур­ная шкала начинается с абсолютного нуля 2 ( 2 Абсолютным нулем называется температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме равно нулю ). и в настоящее время является основной. Единицы термодина­мической температуры обозначаются знаком К (кельвин), а условное значение ее — буквой Т. 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. Международная практическая тем­пературная шкала была уточнена в 1948 г., а в 1960 г. изложена в новой редакции, принятой на XI Генеральной конференции по мерам и весам, где получила название Международной практической температурной шкалы 1948 г. (МПТШ-48). Позднее появились две важные причины для пересмотра МПТШ-48, первая из которых заключалась в необходимости расширения шкалы в об­ласти низких температур (10 — 90 К), а вторая — в повы­шении ее точности, так как современные измерения с по­мощью газовых термометров показали, что МПТШ-48 дает в основном более низкие значения по сравнению с термо­динамической шкалой. Исходя из указанных причин Международный комитет мер и весов в 1968 г. в соответствии с решением XIII 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 t. Для этой шкалы градус Цельсия равен кельвину. МПТШ-68 основана на 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. 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 по точкам затвердевания вещества, так как в этом случае, даже если последнее частично загрязнено примесями, температура его близка к точке плавления чистого вещества. 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. Международная практическая температурная шкала была узаконена в СССР 1 ( 1 ГОСТ8550-61. Тепловые единицы .) 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. Кроме Международной практической температурной шкалы существует еще шкала Фаренгейта 1 ( 1 Шкала Фаренгейта применяется в Англии и США.) предложенная в 1715 г. Шкала построена путем деления интервала между реперными 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. Для пересчета температуры, выраженной в Кельвинах или градусах Фаренгейта, в градусы Цельсия пользуются равенством где n — число градусов по шкале Фаренгейта. в) Классификация приборов для измерения темпе­ратуры Приборы для измерения температуры разделяются в зависимости от используемых ими физических свойств веществ на следующие группы с диапазоном показа­ний: (* Здесь и в дальнейшем после тире положительное значение температуры .) Термометры расширения основаны на свойстве тел изменять под действием температуры свой объем. Манометрические термометры рабо­тают по принципу изменения давления жидкости, газа или пара с жидкостью в замкнутом объеме при нагревании или охлаждении этих веществ 2 . ( 2 Этот принцип использован при построении Международной практической температурной шкалы по газовому термометру. ) Термометры сопротивления основаны на свойстве металлических проводников изменять в за­висимости от нагрева их электрическое сопротивление. Термоэлектрические термометры по­строены на свойстве разнородных металлов и сплавов обра­зовывать в паре (спае) термоэлектродвижущую силу, зависящую от температуры спая. Пирометры работают по принципу измерения излучаемой нагретыми телами энергии, зависящей от тем­пературы этих тел.

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• Следующая »

В чем заключается процесс измерения температуры?

Он заключается в расширении веществ и их сжатии.
Пример: Когда температура повышается, ртуть в термометре расширяется и тем самым поднимается вверх. И так же с холодной температурой, только наоборот: температура понижается, ртуть идёт вниз.

Новые вопросы в Физика

Антрацит якої маси потрібно спалити, щоб отримати 600 МДж теплоти

Лабораторная работа Помогите

Як змінюється вертикальна складова швидкості при русі тіла, кинутого горизонтально?​

Мідний кубик із довжиною ребра 10 см підвішено за нитку і частково занурено у воду. Яка частина кубика перебуває над водою, якщо сила натягу нитки дор … івнює 81 Н? переведите пожалуйста в CI Формулу и решение пожалуйста даю 75!

фізика хто розбирається допоможіть

Температура и ее роль в нашей жизни

Температура – величина, характеризующая тепловое состояние тела. Температура принята, как величина, изменяющаяся пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Численное значение температуры определяется выбранной шкалой измерения температуры. В технике принято измерять температуру с помощью градусов Цельсия. За основу взята 100 градусная шкала, по которой при нормальном атмосферном давлении состоянию таяния льда соответствует температура 0 градусов Цельсия, а температуре кипения воды -100 градусов Цельсия. В термодинамике принято использовать шкалу абсолютных температур, называемую шкалой Кельвина. Нулю абсолютной шкалы температур соответствует температура -273,15 градусов Кельвина.

В первую очередь мы связываем температуру с субъективными ощущениями «тепла» или «холода» в зависимости от того поглощает ли организм тепло или отдает его. Следует учесть, что для нормального функционирования любого живого организма необходим соответствующий уровень температуры, определенная строгая цикличность и стабильность ее изменения, поскольку жизненные циклы и биоритмы всех живых существ неразрывно связаны с определенными температурными условиями. Нарушение этих условий чревато необратимыми изменениями в физиологии и нормальной жизнедеятельности всех живых существ, в том числе и человека. Само собой, большинство организмов содержит определенные механизмы контроля температуры собственного тела и адекватного реагирования на эти изменения, однако, все-таки человек нуждается в структурированной численной оценке теплового состояния своего тела.

Кроме того, температура является важнейшим параметром любого технологического процесса. Необходимость контроля температуры ответственных механизмов, рабочих тел (жидкости, газы), а также допустимых температур при работе двигателей, генераторов, приводного оборудования, трансформаторов и т.д. обуславливает применение высокотехнических решений в плане измерения температуры. Не секрет также, что современные цифровые системы какого бы то ни было типа чувствительны к температуре. Это связано с тем, что в полупроводниковых элементах при превышении допустимой температуры происходит тепловой пробой, в результате чего вся система может выйти из строя или из под контроля, что чревато серьезными материальными затратами и производственным травматизмом.

Поскольку температура является столь важным параметром, что за частую определяет здоровье и безопасность человека, существует масса средств и технических решений для ее контроля. В промышленности, как правило, используются датчики температуры – термопары и термосопротивления, которые выдают унифицированные сигналы (как аналоговые, так и цифровые) на контроллер, формируя таким образом систему автоматического управления данным технологическим процессом. Однако, мы остановимся на показывающих приборах – термометрах.

Ртутные термометры или же «градусники» и по сей день наиболее распространены, как термометры для измерения температуры тела. Считается, что ртутный термометр точнее остальных показывает температуру тела, кроме того он более чем доступен для приобретения. Возможность полной дезинфекции делают его незаменимым в медицине. Однако использование ртути в качестве вещества, реагирующего на изменение температуры и хрупкий стеклянный корпус являются серьезными минусами, заставляющими искать другие средства измерения температуры.

Цифровой термометр предназначен для измерения температуры в широчайших пределах, и весьма удобен как в технике, так и в быту. Одним из преимуществ таких термометров является то, что они готовы к работе сразу с момента включения в отличие от ртутных термометров, отличается точностью показаний и удобством их восприятия. Цифровые термометры имеют более прочный корпус, что значительно расширяет область их применения и значительно упрощает их транспортировку. Небольшое количество элементов, простота эксплуатации и транспортировки делают их незаменимыми в ряде случаев, когда необходимы точные и быстрые данные о температуре. Более того, использование в работе цифровых электрических схем дало возможность проводить компьютерную обработку результатов измерений, значение чего сложно переоценить.

Инфракрасные термометры или пирометры предназначены для измерения температуры бесконтактным способом на расстоянии. Иными словами, это оптические приборы, предназначенные для измерения температуры поверхности непрозрачных тел. Они широко применяются при контроле температурных технологических процессов и диагностики оборудования, что особенно актуально для труднодоступных мест. Пирометр мал, легок и удобен в обращении, необходимо лишь направить его на объект и нажать на триггер, — на дисплее появится температура поверхности объекта. Это самый быстрый легкий и безопасный способ измерения температуры.

В наличии имеются все виды термометров

1 980 руб

GM320 Пирометр (-50+400)