Измерение температуры газовым термометром

Пример 1. При измерении температуры газовым термометром получены следующие значения давления, объема и количества вещества У= 1000 см (0,001 м ) р = 1,013-10 Па п = 0,0445 моль. Соответствующие стандартные отклонения составляют Оу = 1 см ар== 10 Па Оп = 9-10- моль. Рассчитать значение температуры, абсолютное и относительное стандартное отклонение при оценке температуры газовым термометром. Решение. Приняв / = 8,317 Дж/моль-К, найдем [c.840]

Принцип измерения температуры газовым термометром чрезвычайно прост. Эти измерения основываются на уравнениях [c.37]

Однако точное измерение температуры газовым термометром связано со значительными экспериментальными трудностями и необходимостью введения многочисленных поправок, большинство из которых должно быть найдено опытным путем. [c.37]

Вредным объемом называется объем коммуникаций, соединяющих резервуар термометра с манометром (обычно это капиллярные трубки), в которых газ имеет температуру, отличную от температуры резервуара. Для определения поправки на вредный объем необходимо весьма тщательное изучение распределения температуры вдоль всей соединительной трубки. Измерения температуры соединительной трубки должны проводиться при каждом измерении температуры газовым термометром, так как градиенты вдоль трубки могут не воспроизводиться, например вследствие изменения внешних условий. Но и при этом поправка на вредный объем может быть определена лишь со значительной погрешностью, которая существенно сказывается на точности определения температуры газовым термометром. В некоторых случаях специально для определения поправки на вредный объем температура части капилляра с большим [c.38]

Использование такого термометра исключает введение поправки на вредный объем и, следовательно, погрешность, связанную с неточным вычислением этой поправки. Однако при оценке точности измерения температуры газовым термометром с мембраной приходится принимать во внимание другие факторы, в частности чувствительность схемы, фиксирующей нулевое положение мембраны, а также стабильность ее нулевого положения. [c.39]

Измерение температуры газовым термометром [c.133]

Хотя большинство применяемых в настоящее время температурных шкал строится путем интерполяции результатов, полученных при градуировке тех или иных устройств по реперным точкам, все шкалы базируются на измерениях температуры газовым термометром, так как он обеспечивает наиболее точное измерение термодинамической температуры. [c.133]

Прежде чем приступить к изложению методов измерения температуры газовым термометром, необходимо упомянуть о некоторых важных деталях, относящихся к определению абсолютной, или термодинамической, температуры. Термодинамическая шкала температур, предложенная первоначально Кельвином, основывалась на двух фиксированных температурных точках — температурах плавления льда и кипения воды, обычно называемых точками льда и пара . Интервал между этими температурами был разбит на те же [c.133]

Еще одной возможностью расширения интервала температур эксперимента по сжимаемости является использование метода, подобного методу с использованием газового термометра постоянного давления, в котором ртуть, сжимающая газ, находится при комнатной температуре. На такой установке Кеезом и др. [52] в Лейдене проводили исследование сжимаемости газообразного гелия до температуры 2,6° К. Схема этой установки, подобная схеме газового термометра постоянного давления (фиг. 3.3), приведена на фиг. 3.8. При таких низких температурах экспериментатор, помимо сжимаемости, должен измерять температуру газовым термометром. Кеезом [52а] выполнил обзор ранних р—V—Г-измерений для гелия при низких [c.87]

Косвенными принято называть измерения, результат которых находится не прямым измерением, а путем расчета с помогцью конкретных функциональных зависимостей, аргументы которых находят прямым измерением. Так, при определении температуры газовым термометром ее оценивают, исходя из соотношения Т = рУ/пЯ, где р и У —давление и объем м —число моль газа в термометре / —газовая постоянная, известная с большой точностью. Значения р, V а п измеряют непосредственно с определенной точностью, а погрешность в их измерении в конечном счете определяет погрешность оценки температуры Т = р, У.п) От — ф(Ор. Оу, Оп). [c.838]

Бюретка 1 с впаянными платиновыми электродами 2 помещена в сосуд с водой 3, куда погружен термометр 4 для измерения температуры газовой смеси. Бюретка имеет в верхней части кран 5 ее нижняя часть соединена резиновым шлангом 6 с измерительной [c.274]

Прибор для определения двуокиси углерода манометрическим методом (рис. 31) состоит из стеклянного реакционного сосуда 1 со вставляемым в него стаканчиком 2 для навески анализируемого ХП-И и ртутного манометра 3. Реакционный сосуд соединен с манометром стеклянной трубкой 4 с помощью отрезков резиновой трубки 5. Нижний отрезок трубки 4 снабжен отростком 6, позволяющим производить проверку герметичности прибора в собранном виде. В пробку, герметично закрывающую реакционный сосуд, вставлен термометр 7 для измерения температуры газовой смеси. [c.304]

Таким образом, в случае измерения термодинамической температуры газовым термометром уравнения (27) и (27, а), определяющие Т и То, можно записать следующим образом [c.51]

Клапейрон и В. Томсон показали, как надо вычислять функцию Карно. Клапейрон пользовался ртутно-стеклянным термометром со шкалой Цельсия, Томсон — газовым термометром. Шкала газового термометра была основана на допущениях (П, И) и (11,12). Ртутно-стеклянный термометр и газовый тер мометр — весьма распространенные термометры, но вычислять функцию Карно можно, пользуясь для измерения температуры любым термометром,- любой температурной шкалой. [c.181]

Уравнение (III, 54) может быть использовано для определения содержания паров в газовом потоке психрометрическим методом—по показаниям термометра, смоченного жидкостью (содержание паров которой определяется в газовом потоке) и путем измерения температуры газового потока . Из уравнения (III, 54) следует [c.77]

Схема с манометрическим газовым термометром. Промышленность выпускает манометрические газовые термометры со вторичными приборами для записи показаний на диаграмму (ТГ-410 и ТГ-610) или со вторичными приборами, служащими не только для записи, но и для регулирования работы исполнительных механизмов (04-ТГ-410 и 04-ТГ-610). Измерение температуры этими термометрами основано на функциональной зависимости давления газа от его температуры в замкнутой системе с постоянным объемом. Замкнутая система состоит из баллона (находящегося в термометре и погруженного в среду, температура которой измеряется), импульсной линии и многовитковой трубчатой пружины, находящейся во вторичном приборе. Во вторичном приборе имеется также биметаллический компенсатор, корректирующий показания прибора при изменении температуры окружающей среды. Приборы ТГ-610 можно устанавливать только в помещениях, в воздухе которых отсутствуют бензол и хлорбензол. Приборы ТГ-410 и 04-ТГ-410 могут быть установлены в любом помещении цеха. [c.86]

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 д от температуры t. Иногда результирующая кривая выражается уравнением [c.91]

В манометрических газовых термометрах в отличие от жидкостных вся система заполнена газом — воздухом, водородом, гелием, а чаще всего азотом. Пределы измерения температуры газовыми приборами от —60 до 4-550° С (213— 823°К). [c.87]

С и др. В газовых манометрических термометрах система заполнена инертным газом (обычно азотом), их применяют для измерения температур от О до +300° С. Шкалы жидкостных и газовых термометров равномерные, погрешность измерения не превышает 1,5%. [c.52]

Газовый термометр — это основной прибор для воспроизведения термодинамической температурной шкалы в том интервале температур, в котором обычно измеряются вириальные коэффициенты. Таким образом, все р—и—7-измерения можно считать относительными, поскольку они проводятся путем сравнения с газом, используемым для воспроизведения температурной шкалы. Это справедливо и в случае применения вторичных приборов, например платинового термометра сопротивления, который также калибруется по газовому термометру. [c.74]

Как и можно было ожидать, многие измерения вириальных коэффициентов основаны на экспериментальных методах, разработанных для исследования газов при предельных плотностях и с помощью газовой термометрии. Один из самых известных абсолютных методов определения плотности газа состоит в следующем. Известное количество газа или жидкости помещают в сосуд известного объема и измеряют давление при различных температурах. Иногда вес вещества определяют после измерения [c.81]

Таким образом, газовый термометр постоянного давления может быть использован для определения сжимаемости при низких давлениях. Александер и Ламберт [31] с помощью прибора подобного типа проводили грубое измерение второго вириального коэффициента при высоких температурах. Его недостатком является то, что большая часть газа во время опыта находится в объеме Уо, а не У. [c.83]

Газовый термометр постоянного объема также можно использовать для измерения вириальных коэффициентов. Схема такого термометра представлена на фиг. 3.4. В этом случае заполняется газом сосуд постоянного объема V] с изменением температуры Г изменяется давление, измеряемое высотой ртутного столба /11. В идеальном случае плотность газа при изменении температуры Г должна оставаться постоянной, однако в действительности она немного меняется из-за того, что часть газа попадает в балластный объем, который составляют свободный 6 [c.83]

Метод газового термометра постоянного давления также можно использовать для относительных измерений с помощью сдвоенного прибора, показанного на фиг. 3.3. В этом случае один из приборов заполняют исследуемым газом, а другой — эталонным газом, причем сосуды V находятся при одинаковой температуре опыта, а сосуды Уо — при одинаковой комнатной температуре. Приборы соединяются через дифманометр, и при заполнении в них устанавливается равное давление. Далее в обоих приборах давление понижается на некоторую величину [c.90]

В случае нормального газового термометра постоянного объема, т. е. термометра, имеющего /7о=ЮО/76 атм при 0°С, нетрудно вычислить, пользуясь газовыми законами, Ар ( 4 мм рт. ст.), соответствующее изменению температуры на 1°. Измерение давления ртутным манометром после введения многочисленных поправок может быть выполнено обычно лищь с точностью около 0,05 мм рт. ст., что соответствует точности в измерении температуры всего лишь около 0,0Г. Правда, за последние 10—15 лет в СССР и за границей сконструировано несколько уникальных манометров с очень высокой точностью измерения давления (до 0,001 мм рт. ст., а в отдельных случаях даже значительно выше). Повышение точности измерения высоты ртути в одних случаях достигается использованием сложных оптических приборов [9], в других — применением схем, в которых положение уровня ртути может быть определено очень точно путем измерения электрической емкости между поверхностью ртути в манометре и расположенной над ней неподвижной металлической пластиной [10—12]. Высокая точность измерения давления, как правило, требует термостатирования всего помещения, где расположен манометр. Такие прецизионные манометры, разумеется, позволяют значительно повысить точность измерения температуры газовым термометром, однако они чрезвычайно сложны и дороги и доступны лишь очень немногим лабораториям. [c.38]

В тот день, когда Камерлинг Оннес [1] в первый раз ожижил гелий, он приближенно измерил его температуру кипения. По показаниям гелиевого газового термометра постоянного объема, имевшего при 20°К давление около 1 ат, температура кипения была оценена в 4,3°К. В шкале Кельвина Камерлинг Оннес принял полученное значение равным 4,5° К. В 1910 г. Камерлинг Оннес [2] произвел еще более точные измерения температуры кипения гелия с помощью газового гелиевого термометра, имевшего давление в 14,5 см рт. при температуре тающего льда. Было получено значение температуры кипения гелия, равное 4,29° К. В специальной работе [3], посвященной определению и введению поправок при измерениях температуры газовым термометром, Камерлинг [c.216]

Бюретка / с впаянйыми платиновыми электродами 2 помещена в сосуд с водой 3, куда погружен термометр 4 для измерения температуры газовой смеси. Бюретка имеет в верхней части кран 5 ее нижняя часть соединена резиновым шлангом 6 с измерительной бюреткой 7. Перед началом электролиза бюретки / и 7 заполнены раствором электролита (рас- [c.522]

Есть группа манометрических термометров, термобаллон которых заполнен частично низкокипящей жидкостью (метилхло-ридом, этилхлоридом, ацетоном и др), а частично парами этой жидкости. Шкала у этих термометров неравномерная. Измерение температуры паровыми термометрами возможно в пределах О—250°. Точность показаний паровых термометров ниже газовых и жидкостных манометрических. [c.322]

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 о 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 тавл. 6. [c.94]

Однако этот путь обычно хуже, чем газовая термометрия, которая к настоящему времени хорошо разработана. В свою очередь и газовые термометры могут оказаться бесполезными, если измерения проводятся в интервале температур, не определенных Международной практической шкалой температур (МПШТ). Такие случаи могут встретиться при измерениях в области низких температур для гелия и водорода [1], так как МПШТ не определена ниже температуры кипения кислорода в нормальных [c.74]

Техника измерения давлений достигла своего совершенства п предела по точности в газовой термометрии. Описание точного манометра, используемого в лаборатории Национального исследовательского совета (Оттава, Канада), приведено Берри [2]. Он подобен манометру, который применял Стимсоп в Национальном бюро стандартов США. Манометр расположен в изолированной комнате, в которой поддерживается постоянная температура, и защищен от механических вибраций. Чтобы исключить неточности за счет капиллярной коррекции, приходится использовать капилляры очень большого диаметра — около 80 мм. Высоту столба ртути определяют с помощью электростатических измерений емкости, используя поверхность ртути в качестве одной пластипы конденсатора. Такая система имеет воспроизводимость 2- 10 , но абсолютная точность будет меньше из-за некоторой неопределенности значений плотности ртути и ускорения свободного падения. Плотность ртути в настоящее время известна с точностью около 2-10 [5]. В большинстве стран ускорение свободного падения может быть найдено с точностью 1- -2-10 относительно стандартного Потсдамского значения, которое установлено с точностью 15-Ю . Все это вносит самую большую неопределенность в определение абсолютного давления (например, в дин1см ) по высоте ртутного столба, однако не влияет на относительные измерения. [c.76]

Экспериментальные установки, показанные на фиг. 3.3, 3.4 и 3.8, имеют три недостатка, особенно при работе в области низких температур неопределенность в измерении давления невозможность поддержания постоянной температуры Т в течение времени, необходимого для установления термодинамического равновесия неопределенность в количестве газа, содержащегося в балластном объеме. Для уменьшения этих недостатков Кистемакер и Кеезом [57] спроектировали сдвоенную установку, похожую в принципе на сдвоенный газовый термометр постоянного объема. Как видно из фиг. 3.9, два сосуда VI и Уг одинаковой конструкции окружены медным кольцом и помещены в сосуд Дьюара. Капилляры и Сг также одинаковы. Недостаток, связанный с изменением температуры, компенсируется за счет сокращения времени, необходимого для измерения. Две экспериментальные точки на р—о-изотерме измеряются одновременно для сосудов и Уг, которые первоначально заполняют так, чтобы получились разные плотности. При низких давлениях на изотерме достаточно двух точек, а конструкция термостата гарантирует равенство температур сосудов У1 и Уг-Использование рентгеновского аппарата позволило быстро и точно фиксировать показания манометров. Время достижения равновесия сокращалось за счет уменьшения количества газа, находящегося при комнатной температуре. Практически это был только газ в балластном объеме манометров. Это является преимуществом по сравнению с установкой фиг. 3.8, где при комнатной температуре в объеме Уо находится большее количество газа. Короче говоря, второй из перечисленных выше недостатков сводится к минимуму с помощью остроумных устройств, сокращающих время проведения эксперимента. Два остальных недостатка уменьшались следующим образом. Точность измерений давления была увеличена за счет усовершенствования манометров, а балластный объем уменьшался за счет уменьшения Уо (фиг. 3.8). Уменьшить балластный объем капилляра. [c.88]

Газовый термометр постоянного объема (фиг. 3.4) также может быть сдвоен, как показано на фиг. 3.9, для выполнения относительных измерений. Лонг и Гульбрансен [62] сдвоили газовый термометр типа термометра, который применяли ранее-Джонстон и Веймер [32], и исследовали фосфин при температурах ниже комнатной. В качестве эталонного газа был выбран гелий. Лонг и Браун [62а] сравнивали свойства обычного водорода и параводорода при низких температурах. Недавно Би — наккер и др. [63] модифицировали сдвоенный газовый термометр -постоянного объема и вместо двух абсолютных манометров использовали один. Вместо второго манометра применялся дифманометр. Эталонный и исследуемый газы заполняли сосуды при температуре Г. Затем давления в сосудах выравнивались, и температура поднималась примерно на Г К. Это приводило к возникновению разности давлений в сосудах, которая фиксировалась дифманометром. Разность давлений непосредственно связана с зависимостью второго вириального коэффициента от температуры. Таким образом, метод позволяет измерять отношение АВ/АГ. Прибор этого типа использовался для измерения разности вторых вириальных коэффициентов орто- и пара-модификаций водорода и дейтерия и вторых вириальных коэффициентов изотопов водорода. В качестве эталонного вещества был выбран гелий. [c.91]

Кроме описанных выше методов, методы изотермического сжатия и расширения часто использовались для относительных р—V—Г-измерений, причем в качестве эталонного газа выбирался азот. Первая такая работа была выполнена еще в 1928 г. Эддингли и Уитлоу-Греем [64]. В ней два газа запирались ртутью в двух сосудах одинакового объема. Обе системы соединялись чувствительным дифманометром. Затем ртуть опускалась вниз таким образом, что газы расширялись, но давление в сосудах оставалось одинаковым. Если поведение газов описывается различными уравнениями состояния, то количество выпущенной ртути, которая тщательно взвешивается, будет неодинаковым. Различие между описываемым методом и методом сдвоенного газового термометра постоянного объема состоит в том, что в первом ртуть имеет температуру опыта, а во втором- [c.91]

Водородно-ожижительная станция снабжена контрольно-измерительными приборами, смонтированными на щите указателями уровней жидкого азота в ванне и жидкого водорода в сборнике газовым термометром, заполненным гелием, для измерения температуры сжатого водорода перед дроссельным вентилем манометрами для замера давления газа на входе в ожижитель, после дрос-сел1>ного вентиля и в ванне жидкого азота. Остаточное давление в изоляционном пространстве ожижителя замеряют термопарным вакуумметром ВТ-2 с лампой ЛТ-2. [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология