TEMPERATURA SI MĂSURAREA EI.

LEGILE GAZELOR EXPERIMENTALE.

1. Echilibru termic. Temperatura.

Temperatura- Acest cantitate fizica caracterizarea gradului de încălzire a corpului. Dacă două corpuri cu temperaturi diferite sunt aduse în contact, atunci, după cum arată experiența, un corp mai încălzit se va răci, iar un corp mai puțin încălzit se va încălzi, de exemplu. merge mai departe schimb de caldura Transferul de energie de la un corp mai fierbinte la unul mai rece fără a lucra.

Energia transferată în timpul schimbului de căldură se numește cantitatea de căldură.

La ceva timp după ce corpurile sunt aduse în contact, acestea capătă același grad de încălzire, adică. ajunge la o stare echilibru termic.

Echilibru termic- aceasta este o astfel de stare a sistemului de corpuri în contact termic, în care schimbul de căldură nu are loc și toți macroparametrii corpurilor rămân neschimbați dacă conditii externe nu schimba.

În acest caz, doi parametri - volumul și presiunea - pot fi diferiți pentru diferite corpuri ale sistemului, iar al treilea, temperatura, în cazul echilibrului termic este același pentru toate corpurile sistemului. Aceasta este baza pentru determinarea temperaturii.

Se numește un parametru fizic care este același pentru toate corpurile sistemului aflate în stare de echilibru termic temperatura acest sistem.

De exemplu, sistemul este format din două vase cu gaz. Să-i punem în contact. Volumul și presiunea gazului din ele pot fi diferite, iar temperatura ca urmare a transferului de căldură va deveni aceeași.

2. Măsurarea temperaturii.

Pentru a măsura temperatura, se folosesc instrumente fizice - termometre, în care valoarea temperaturii este judecată de o modificare a oricărui parametru.

Pentru a crea un termometru aveți nevoie de:

Alegeți o substanță termometrică ale cărei parametri (caracteristici) se modifică cu temperatura (de exemplu, mercur, alcool etc.);

Selectați valoarea termometrică, adică o valoare care se modifică cu temperatura (de exemplu, înălțimea unei coloane de mercur sau alcool, valoarea rezistenței electrice etc.);

Calibrați termometrul, de ex. Creați o scară pentru a măsura temperatura. Pentru a face acest lucru, corpul termometric este adus în contact termic cu corpuri ale căror temperaturi sunt constante. De exemplu, atunci când se construiește scara Celsius, temperatura unui amestec de apă și gheață în stare de topire este luată ca 0 ° C, iar temperatura unui amestec de vapori de apă și apă în stare de fierbere la o presiune de 1 atm. - pentru 1000C. Poziția coloanei de lichid se notează în ambele cazuri, iar apoi distanța dintre mărcile obținute este împărțită la 100 de diviziuni.

La măsurarea temperaturii, termometrul este adus în contact termic cu corpul a cărui temperatură este măsurată, iar după ce se stabilește echilibrul termic (indicațiile termometrului nu se mai schimbă), se citește citirea termometrului.

3.Legile experimentale ale gazelor.

Parametrii care descriu starea sistemului sunt interdependenți. Este dificil să stabilim dependența a trei parametri unul față de celălalt simultan, așa că haideți să simplificăm puțin sarcina. Luați în considerare procesele în care

a) cantitatea de materie (sau masa) este constanta, i.e. ν=const (m=const);

b) valoarea unuia dintre parametri este fixa, i.e. Fie presiunea, volumul sau temperatura sunt constante.

Astfel de procese sunt numite izoprocesele.

1).proces izotermic, acestea. un proces care are loc cu aceeași cantitate de substanță la o temperatură constantă.

Investigat de Boyle (1662) și Mariotte (1676).

Schema simplificată a experimentelor este următoarea. Să considerăm un vas cu gaz, închis de un piston mobil, pe care sunt instalate greutăți pentru a echilibra presiunea gazului.

Experiența a arătat că produsul dintre presiune și volum al unui gaz la o temperatură constantă este o valoare constantă. Acest lucru înseamnă

PV= const

Legea Boyle-Mariotte.

Volumul V al unei cantități date de gaz ν la o temperatură constantă t0 este invers proporțional cu presiunea acestuia, adică. . .

Grafice ale proceselor izoterme.

O diagramă a presiunii în funcție de volum la temperatură constantă se numește izotermă. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât izoterma este mai mare pe grafic.

2).proces izobaric, acestea. Un proces care are loc cu aceeași cantitate de substanță la presiune constantă.

Cercetat de Gay-Lussac (1802).

Schema simplificată este următoarea. Vasul cu gaz este închis de un piston mobil, pe care este instalată o greutate, care echilibrează presiunea gazului. Recipientul de gaz este încălzit.

Experiența a arătat că atunci când un gaz este încălzit la presiune constantă, volumul acestuia se modifică conform următoarei legi: unde V 0 este volumul de gaz la temperatura t0 = 00C; V este volumul de gaz la temperatura t0, α v este coeficientul de temperatură al expansiunii în volum,

legea lui Gay-Lussac.

Volumul unei cantități date de gaz la presiune constantă depinde liniar de temperatură.

Grafice ale proceselor izobare.

Un grafic al volumului unui gaz în funcție de temperatură la presiune constantă se numește izobară.

Dacă extrapolăm (continuăm) izobarele la regiune temperaturi scăzute, atunci toate converg într-un punct corespunzător temperaturii t0= - 2730C.

3).Procesul izocor, adică Un proces care are loc cu aceeași cantitate de substanță la un volum constant.

Investigat de Charles (1802).

Schema simplificată este următoarea. Vasul cu gaz este închis de un piston mobil, pe care sunt instalate greutăți pentru a echilibra presiunea gazului. Vasul se încălzește.

Experiența a arătat că atunci când un gaz este încălzit la un volum constant, presiunea acestuia se modifică conform următoarei legi: unde P 0 este volumul de gaz la temperatura t0 = 00C; P este volumul de gaz la temperatura t0, α p este coeficientul de temperatură al presiunii,

legea lui Charles.

Presiunea unei cantități date de gaz la volum constant depinde liniar de temperatură.

Graficul presiunii gazului în funcție de temperatură la volum constant se numește izocor.

Dacă extrapolăm (continuăm) izocorele în regiunea temperaturilor scăzute, atunci toate vor converge într-un punct corespunzător temperaturii t0= - 2730C.

4. Scala termodinamică absolută.

Omul de știință englez Kelvin a sugerat mutarea începutului scalei de temperatură la stânga până în 2730 și numirea acestui punct temperatură zero absolută. Scara noii scale este aceeași cu cea a scării Celsius. Noua scară se numește scară Kelvin sau scară termodinamică absolută. Unitatea de măsură este kelvin.

Zero grade Celsius corespunde la 273 K. Temperatura pe scara Kelvin este indicată cu litera T.

T= t0 C+ 273

t0 C= T– 273

Noua scară s-a dovedit a fi mai convenabilă pentru înregistrarea legilor privind gazele.

temperatura este:

temperatura TEMPERATURA-s; și.[lat. temperatură - raport corect, stare normală] 1. O mărime care caracterizează starea termică a a corpuri, substanțe. Moderat, mediu Permanent, camera iulie, vara Noapte, zi etc. T. apă, aer. T. topirea, fierbere, congelare de un fel. corp. T. în cameră. T. Celsius, Fahrenheit. T. sub zero. Fluctuații, schimbări de temperatură. Ridicați sau coborâți temperatura. Încălzește-te, adu ceva. până la unii temperatura. Monitorizați temperatura. 2. Gradul de căldură al corpului uman ca indicator al stării de sănătate. Mare, normal, scăzut T. rănit. Loviți pe cineva. temperatura. T. se ridică. T. galopează (colocvial). Pacientul are t. patruzeci de grade. Măsurați temperatura cu un termometru, mână, buze. 3. Razg. Un grad crescut de căldură corporală ca indicator al stării de sănătate. Copilul are Nu are temperatura. Treci la lucru cu temperatura, lucrează cu temperatura. ◁ Temperatura, -si; și. Se înmoaie.(3 cifre). Cum este t.? Temperatura, th, th. T se schimbă. T. regim cuptor electric. curba T(graficul modificărilor indicatorilor digitali de temperatură). T. cusătură (tehnic; decalaj, decalaj între părți ale unora. design care face sigur ca piesele adiacente să se extindă atunci când temperatura crește). T. frunza(o fișă care conține o înregistrare a temperaturii zilnice a pacientului). * * * temperatura (din lat. temperatura - amestecare adecvată, stare normală), mărime fizică care caracterizează starea de echilibru termodinamic a sistemului. Temperatura tuturor părților unui sistem izolat aflate în echilibru este aceeași. Dacă sistemul nu este în echilibru, atunci are loc schimbul de căldură între părțile sale având temperaturi diferite. Acele corpuri au o temperatură mai mare, în care energia cinetică medie a moleculelor (atomilor) este mai mare. Temperaturile se măsoară cu termometre pe baza dependenței unor proprietăți ale corpului (volum, rezistență electrică etc.) de temperatură. Teoretic, temperatura este determinată pe baza celei de-a doua legi a termodinamicii ca derivată a energiei corpului în raport cu entropia acestuia. Temperatura astfel determinată este întotdeauna pozitivă, se numește temperatura absolută sau temperatura pe scara de temperatură termodinamică (notat T). Unitatea SI a temperaturii absolute este kelvin (K). Valorile temperaturii Celsius ( t, °C) sunt legate de temperatura absolută prin relație t = T - 273,15 K (1°C = 1°K). * * * TEMPERATURA TEMPERATURA (din latină temperatura - amestecare propriu-zisă, stare normală), mărime fizică care caracterizează starea de echilibru termodinamic a unui sistem. Temperatura tuturor părților unui sistem izolat aflate în echilibru este aceeași. Dacă sistemul nu este în echilibru, atunci are loc schimbul de căldură între părțile sale având temperaturi diferite ( cm. SCHIMB DE CALDURA). Acele corpuri au o temperatură mai mare, în care energia cinetică medie a moleculelor (atomilor) este mai mare. Temperatura se măsoară cu termometre în funcție de dependența oricărei proprietăți a corpului (volum, rezistență electrică etc.) de temperatură. Teoretic, temperatura este determinată pe baza celei de-a doua lege a termodinamicii ( cm. A DOUA ORIGINE A TERMODINAMICII) ca derivat al energiei corpului în raport cu entropia acestuia. Deci, temperatura determinată este întotdeauna pozitivă, se numește temperatură absolută sau temperatură pe scara de temperatură termodinamică ( cm. SCALA DE TEMPERATURĂ TERMODINAMICĂ) (notat cu T). Pe unitatea de temperatură absolută în SI ( cm. SI (sistemul de unitati)) kelvin adoptat (K). Valorile temperaturii Celsius ( t, °C) sunt legate de temperatura absolută prin relație t=T-273,15K (1°C=1K).

Dicţionar enciclopedic. 2009.

Conceptul de temperatură și scale de temperatură

Instrumente de măsurare a temperaturii

Prelegerea #7

Senzori de poziție fără contact ai mecanismelor

Cei mai des întâlniți senzori de poziție fără contact de următoarele tipuri: inductivi, generator, magneto-reed și fotoelectronici. Acești senzori nu au contact mecanic cu un obiect în mișcare, a cărui poziție este controlată.

Senzorii de poziție fără contact asigură viteză mare și frecvență mare de pornire a mecanismului. Un anumit dezavantaj al acestor senzori este dependența preciziei lor de modificările tensiunii de alimentare și ale temperaturii. În funcție de cerințe, dispozitivul de ieșire al acestor dispozitive poate fi atât fără contact element logic si releu electric.

În circuitele de oprire precise pentru acționările electrice, senzorii de proximitate pot fi utilizați atât pentru a comanda o tranziție la o viteză redusă, cât și pentru o oprire finală.

Termocuplu

termometru de rezistență

Pirometru

Temperatura este o mărime care caracterizează starea termică a unui corp. Conform teoria cinetică temperatura este definită ca o măsură a energiei cinetice a mișcării de translație a moleculelor. Prin urmare, temperatura se numește valoare statistică condiționată, direct proporțională cu energia cinetică medie a moleculelor corpului.

„... măsura temperaturii nu este mișcarea în sine, ci aleatorietatea acestei mișcări. Aleatorietatea stării unui corp determină starea lui de temperatură, iar această idee (care a fost dezvoltată pentru prima dată de Boltzmann) că o anumită stare termică a unui corp nu este deloc determinată de energia mișcării, ci de aleatorietatea acestei mișcări. , este noul concept în descrierea fenomenelor termice pe care trebuie să-l folosim...” (P. L. Kapitsa)

În Sistemul Internațional de Unități (SI), temperatura termodinamică face parte din șapte unități de bază și este exprimată în kelvins. Compoziția mărimilor SI derivate, care au o denumire specială, include temperatura Celsius, măsurată în grade Celsius. În practică, grade Celsius sunt adesea folosite din cauza referirii istorice la caracteristicile importante ale apei - temperatura de topire a gheții (0 ° C) și punctul de fierbere (100 ° C).

t= T-T o (7,1),

unde To = 273,15 K;

t este temperatura în grade Celsius;

T este temperatura în Kelvin.

Temperatura exprimată în grade Celsius se notează „°C”.

În ceea ce privește mărimea unității de mărime fizică, gradul Celsius este egal cu Kelvin.

Temperatura se măsoară cu ajutorul instrumentelor de măsurare care utilizează diverse proprietăți termometrice ale lichidelor, gazelor și solide. Aceste instrumente de măsurare includ:

Termometre de expansiune;

Termometre manometrice;

Termometre de rezistență cu raportometre sau punți;

Termocupluri cu milivoltmetre sau potențiometre;

Pirometre cu radiații.

Temperatura se măsoară prin metode de contact (folosind termometre cu rezistență, termometre manometrice și termoelectrice) și fără contact (folosind pirometre).

Trebuie amintit:

Cea mai mare precizie a măsurătorilor de temperatură se realizează prin metode de măsurare prin contact;

Metoda fără contact este utilizată pentru măsurarea temperaturilor ridicate, unde este imposibil să se măsoare cu metode de contact și nu este necesară o precizie ridicată.

Sistemul de măsurare a temperaturii este o combinație între un traductor termometric (senzor) și un instrument de măsurare secundar.

Traductor termometric - un traductor de măsurare a temperaturii conceput pentru a genera un semnal de informație de măsurare într-o formă convenabilă pentru transferul ulterioare transformării, procesării și (și) stocării, dar care nu poate fi perceput direct prin observare.

Traductoarele termometrice includ:

Termometre rezistente;

Termometre termoelectrice (termocupluri);

Telescop pirometru de radiații.

tabelul 1

proprietate termometrică	Nume dispozitiv	limite utilizare pe termen lung, 0С
Inferior	Superior
dilatare termică	Termometre din sticlă lichidă	-190
Schimbarea presiunii	Termometre manometrice	-160
Modificarea rezistenței electrice	Termometre cu rezistență electrică	-200
Termometre de rezistență cu semiconductor	-90
Efecte termoelectrice	Termometre termoelectrice (termocupluri) standardizate	-50
Termometre termoelectrice (termocupluri) speciale
Radiație termala	Pirometre optice
Pirometre cu radiații
Pirometre fotoelectrice
Pirometre colorate

Dispozitiv de măsurare secundar - un instrument de măsurare care convertește semnalul de ieșire al unui traductor termometric într-o valoare numerică.

Ca instrumente de măsură secundare se folosesc raportometre, punți, milivoltmetre, potențiometre automate.

Metode și mijloace tehnice de măsurare a temperaturii

1. Termometre de expansiune și termometre manometrice

Termometre din sticlă lichidă.

Cele mai vechi dispozitive de măsurare a temperaturii - termometrele cu lichid în sticlă - folosesc proprietatea termometrică a dilatației termice a corpurilor. Acțiunea termometrelor se bazează pe diferența dintre coeficienții de dilatare termică a substanței termometrice și a carcasei în care se află (sticlă termometrică sau mai rar cuarț).

Termometrul lichid este format dintr-un cilindru de sticlă, un tub capilar. Substanța termometrică umple balonul și parțial tubul capilar. Spațiul liber din tubul capilar este umplut cu un gaz inert sau poate fi sub vid. Partea tubului capilar care iese dincolo de diviziunea superioară a scalei servește la protejarea termometrului de deteriorarea în timpul supraîncălzirii excesive.

Mercurul pur chimic este cel mai adesea folosit ca substanță termometrică. Nu umezește sticla și rămâne lichidă într-un interval larg de temperatură. Pe lângă mercur, în termometrele din sticlă se mai folosesc și alte lichide, în principal de origine organică, ca substanță termometrică. De exemplu: metil și etanol, kerosen, pentan, toluen, galiu, amalgam de taliu.

Principalele avantaje ale termometrelor din sticlă pentru lichide sunt ușurința în utilizare și precizia de măsurare suficient de mare chiar și pentru termometrele produse în serie. Dezavantajele termometrelor din sticlă includ: vizibilitatea slabă a scalei (dacă nu utilizați optici speciale de mărire) și incapacitatea de a înregistra automat citirile, transmiterea citirilor la distanță și repararea.

Termometrele din sticlă pentru lichide au o aplicație foarte largă și sunt produse în următoarele soiuri principale:

1. mercur tehnic, cu o scară încorporată, cu o parte inferioară scufundată în mediul măsurat, dreaptă și unghiulară;

2. mercur de laborator, baton sau cu cantar inglobat, scufundat in mediu de masurat pana la marcajul de temperatura masurat, drept, cu diametru exterior mic;

3. termometre lichide (nu cu mercur); 4. acuratețe sporită și termometre cu mercur exemplare;

5. termometre cu mercur cu electrocontact cu o scară încorporată, cu contactele lipite în tubul capilar pentru întreruperea (sau închiderea) unui circuit electric cu o coloană de mercur;

6. termometre speciale, inclusiv maxime (medicale și altele), minime, meteorologice și alte scopuri.

Termometre manometrice

Acțiunea termometrelor manometrice se bazează pe utilizarea dependenței presiunii unei substanțe la volum constant de temperatură. Sistemul de măsurare închis al unui termometru manometric constă dintr-un element sensibil care percepe temperatura mediului măsurat - un termocilindru metalic, un element de lucru al manometrului care măsoară presiunea în sistem și un capilar metalic lung de legătură. Când temperatura mediului măsurat se modifică, presiunea din sistem se modifică, drept urmare elementul sensibil deplasează săgeata sau stiloul de-a lungul scalei manometrului, calibrat în grade de temperatură.

Termometrele manometrice sunt împărțite în trei soiuri principale:

1. lichid, în care întregul sistem de măsurare (bec termic, manometru și capilar de legătură) este umplut cu lichid;

2. condensare, în care becul este umplut parțial cu un lichid cu un punct de fierbere scăzut și parțial cu vapori saturați, iar capilarul de legătură și manometrul sunt umplute cu vapori saturați ai lichidului sau, mai des, cu un transfer special lichid;

3. gaz, în care întregul sistem de măsurare este umplut cu un gaz inert.

Avantajele termometrelor manometrice sunt simplitatea relativă a proiectării și utilizării, posibilitatea de măsurare a temperaturii de la distanță și posibilitatea înregistrării automate a citirilor. Dezavantajele termometrelor manometrice includ: precizia de măsurare relativ scăzută (clasa de precizie 1,6; 2,5; 4,0 și rar 1,0); o distanță mică de transmitere la distanță a citirilor (nu mai mult de 60 de metri) și dificultatea reparării în cazul depresurizării sistemului de măsurare.

Termometrele manometrice nu sunt utilizate pe scară largă în centralele termice. În ingineria termoenergetică industrială, acestea sunt mai frecvente, mai ales în cazurile în care, din cauza condițiilor de siguranță la explozie sau la incendiu, este imposibil să se utilizeze metode electrice pentru măsurarea temperaturii de la distanță.

2. Termometre termoelectrice

Pentru a măsura temperatura în metalurgie, termometrele termoelectrice care funcționează în intervalul de temperatură de la -200 la +2500 0C și mai sus sunt cele mai utilizate. Acest tip de dispozitiv se caracterizează prin precizie și fiabilitate ridicate, posibilitatea utilizării în sistemele de control și reglare automată a unui parametru care determină în mare măsură cursul proces tehnologicîn uzinele metalurgice.

Esența metodei termoelectrice constă în apariția EMF în conductor, ale cărui capete au temperaturi diferite. Pentru a măsura EMF emergentă, se compară cu EMF-ul altui conductor, care se formează cu prima pereche termoelectrică AB, în circuitul căreia va curge curent.

Termo-EMF a acestei perechi depinde doar de temperatura t 1 si t 2 si nu depinde de marimea termoelectrodilor (lungime, diametru), conductivitate termica si rezistivitate electrica.

Pentru a crește sensibilitatea metodei termoelectrice de măsurare a temperaturii, în unele cazuri se utilizează o termopilă: mai multe termocupluri conectate în serie, ale căror capete de lucru sunt la temperatura t 2 , libere la o temperatură cunoscută și constantă t 1 .

Dispozitivul termometrelor termoelectrice

Un termometru termoelectric (TT) este un traductor de măsurare, al cărui element sensibil (termocuplul) este amplasat într-un fiting de protecție special, care protejează termoelectrozii de deteriorarea mecanică și de influența mediului măsurat. Armătura include un capac de protecție și un cap, în interiorul căruia există un dispozitiv de contact cu cleme pentru conectarea termoelectrodilor cu fire care merg de la dispozitivul de măsurare la termometru. Termoelectrozii sunt izolați unul de celălalt și de fitinguri de protecție pe toată lungimea prin tuburi ceramice.

Ca termoelectrozi, un fir cu diametrul de 0,5 mm ( metale nobile) și până la 3 mm (metale de bază). Joncțiunea de la capătul de lucru al unui termocuplu este formată prin sudare, lipire sau răsucire. Această din urmă metodă este utilizată pentru termocuplurile tungsten-reniu și tungsten-molibden.

Termometre termoelectrice standard și non-standard

Pentru măsurarea în metalurgie, CT-urile cu calibrare standard sunt cele mai utilizate: platină-rodiu-platină (TPP), platină-rodiu-platină-rodiu (TPR), cromel-alumel (TXA), cromel-drop (TXC), wolfram- reniu-tungsten-reniu (TVR). În unele cazuri se mai folosesc CT-uri cu gradări nestandard: cupru-constantan, wolfram-molibden (TVR) etc.

În condiții de funcționare pe termen lung la temperaturi ridicate și medii agresive, caracteristica de calibrare devine instabilă, ceea ce este o consecință a mai multor motive: contaminarea materialelor termoelectrodului cu impurități din capacele de protecție, izolatorii ceramici și atmosfera cuptorului; evaporarea uneia dintre componentele aliajului; difuzie reciprocă prin joncțiune. Abaterea poate fi semnificativă și crește brusc odată cu creșterea temperaturii și a duratei de funcționare. Aceste circumstanțe trebuie luate în considerare atunci când se evaluează acuratețea măsurării temperaturii într-un mediu de producție.

Verificarea CT-urilor tehnice

Verificarea CT se reduce la determinarea dependenței de temperatură a termo-EMF și la compararea calibrării rezultate cu valorile standard.

Absolvirea se realizează prin două metode: prin puncte constante sau prin comparații.

Graduarea prin puncte fixe (de referință) este cea mai precisă și este folosită pentru termocupluri exemplare. Termocuplul de verificat este plasat într-un creuzet cu un metal de înaltă puritate instalat în cuptor, iar aria de pe curba de schimbare a termo-EMF se înregistrează pe măsură ce temperatura metalului crește sau scade. Acest loc corespunde temperaturii de topire sau cristalizare a metalului și este mai preferabil să se calibreze în funcție de punctul de cristalizare. Ca metale de referință se folosesc aurul, paladiul, platina etc.

Metoda de comparație este utilizată pentru a calibra termocupluri exemplare din a doua categorie și CT-uri tehnice. Constă în măsurarea directă a puterii termoelectrice a unui termocuplu calibrat la o temperatură constantă a capetelor libere t 0 =0 0C şi diferite temperaturi t 2 ale joncţiunii de lucru, aceasta din urmă fiind determinată cu ajutorul unui termometru de referinţă. Măsurătorile termo-EMF se fac folosind un potențiometru portabil cu o precizie de măsurare (cititură) nu mai slabă de 0,1 mV. Citirea se efectuează după 10 minute de expunere la această temperatură.

Măsurarea termo-EMF prin compensare

Măsurarea termo-EMF a unui termocuplu într-un mod direct, prin puterea curentului în circuitul de rezistență constantă, folosind un milivoltmetru, poate fi efectuată relativ simplu. Cu toate acestea, această metodă are o serie de dezavantaje care creează erori suplimentare, ceea ce în majoritatea cazurilor nu permite obținerea unei precizii ridicate de măsurare.

În tehnologia de măsurare, pe lângă metodele de măsurare directă, se cunosc metode de compensare sau metode de contrastare (comparare) a unei mărimi necunoscute cu o mărime cunoscută. Metodele de compensare permit măsurătorilor să fie făcute mai precis, deși nu întotdeauna la fel de ușor ca măsurarea directă.

Principalul avantaj al măsurării termo-EMF de compensare, în comparație cu măsurarea directă folosind un milivoltmetru, este că în momentul măsurării, curentul din circuitul termocuplului este 0. Aceasta înseamnă că valoarea rezistenței circuitului extern nu contează. : nu se poate face nicio ajustare a rezistenței circuitului extern, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la efectul temperaturii mediu inconjurator nu este nevoie de un circuit extern.

Potențiometre automate

Potențiometrele automate sunt utilizate pentru compensarea măsurătorilor termo-EMF fără manipulări manuale inerente potențiometrelor neautomate. În aceasta din urmă, manipulările manuale după standardizarea curentului sunt reduse la următoarea necesitate de a deplasa cursorul cordului până când acul galvanometrului ajunge la zero. În acest caz, mișcarea motorului se realizează într-o direcție bine definită.

Circuitul de măsurare al unui potențiometru automat este practic același cu cel al unui potențiometru neautomatic.

Circuitul are trei surse de tensiune (bateria B, celulă normală NO și termocuplu T) și trei circuite. Circuitul bateriei este realizat sub formă de punte: alimentarea este pornită în diagonala BD, iar circuitul termocuplului este conectat în diagonala CA. Circuitul elementului normal este conectat la piciorul CD al circuitului de compensare. Cu ajutorul comutatorului P, un amplificator electronic al EI (inclusiv un traductor de vibrații) este pornit în circuitul termocuplului sau în circuitul unui element normal. Când circuitul elementului normal este pornit, se introduce o rezistență de șunt R1, care este paralelă cu amplificatorul electronic, deoarece în acest caz valoarea tensiunii de dezechilibru este mult mai mare decât atunci când circuitul termocuplului este pornit.

Potențiometrele electronice automate sunt uneori numite dispozitive cu echilibrare continuă, deoarece măsurarea dezechilibrului se face aici cu o frecvență de curent alternativ de 50 Hz.

3. Termometre cu rezistență electrică

În practica metalurgică, pentru măsurarea temperaturilor de până la 6500C, se folosesc termometre de rezistență (RT), al căror principiu de funcționare se bazează pe dependența rezistenței electrice a unei substanțe de temperatură. Cunoscând această dependență, modificarea valorii rezistenței termometrului este folosită pentru a aprecia temperatura mediului în care este scufundat. Parametrul de ieșire al dispozitivului este o mărime electrică care poate fi măsurată cu o precizie foarte mare (până la 0,020C), transmisă pe distanțe mari și utilizată direct în sistemele automate de control și reglare.

Ca materiale pentru fabricarea elementelor sensibile ale TS, se folosesc metale pure: platină, cupru, nichel, fier și semiconductori.

Tipul funcției R = f(t) depinde de natura materialului și poate fi scris ca ecuație liniară R \u003d R 0 (1 + at), unde a este coeficientul de temperatură al rezistenței, t este temperatura.

Rezistența semiconductorilor scade brusc odată cu creșterea temperaturii, adică au un coeficient de temperatură negativ de rezistență aproape cu un ordin de mărime mai mare decât cel al metalelor. Termometrele de rezistență cu semiconductori (RTRT) sunt utilizate în principal pentru măsurarea temperaturilor scăzute.

Avantajele TSPP sunt dimensiuni mici, inerție redusă, coeficient ridicat. Cu toate acestea, au și dezavantaje semnificative:

1) natura neliniară a dependenței rezistenței de temperatură;

2) lipsa de reproductibilitate a caracteristicilor de compoziție și calibrare, ceea ce exclude interschimbabilitatea TS individuale de acest tip. Acest lucru duce la eliberarea TSPP cu gradări individuale.

Tipuri și modele de vehicule

Pentru a rezolva diverse probleme, TS sunt împărțite în referință, exemplare și de lucru, care la rândul lor sunt împărțite în laborator și tehnice.

Vehiculele tehnice, în funcție de destinație și design, se împart în: submersibile, de suprafață și de interior; protejat și neprotejat de acțiunea unui mediu agresiv; staționar și portabil; termometre din clasele I, 2 și 3 de precizie etc. Termometrul este format dintr-un element sensibil amplasat într-o carcasă de protecție din oțel, pe care este sudată un fiting. Firele armate cu margele de porțelan conectează cablurile elementului senzor la blocul de borne situat în carcasa capului. Partea superioară a capului este închisă cu un capac, partea inferioară are o cutie de presa prin care este alimentat cablul de instalare. La măsurarea temperaturii mediilor cu presiune ridicată, pe capacul vehiculului este instalat un manșon de protecție special (de montare).

Elementul senzor al vehiculului este realizat din sârmă subțire de metal cu cadru non-inductiv sau înfășurare fără cadru. Mult mai puțin frecvente în practica metalurgică sunt termometrele de rezistență cu semiconductori (TSPP) pentru măsurarea temperaturilor de la -90 la +180 0C. Sunt utilizate în relee termice, controlere de temperatură joasă care asigură stabilizarea de înaltă precizie a elementelor sensibile ale analizoarelor de gaz, cromatografe, carcase pirometre, electrozi ai instalațiilor termoelectrice pentru analiza expresă a compoziției metalului etc.

Ce este temperatura?

Ce este temperatura? (definiție și explicație dacă este posibil)

Sapienti sat

Din lat. Temperatura - stare normală
Temperatura este o mărime fizică care caracterizează energia cinetică medie a particulelor unui sistem macroscopic în stare de echilibru termodinamic. Într-o stare de echilibru, temperatura are aceeași valoare pentru toate părțile macroscopice ale sistemului.
Pentru a măsura temperatura, se selectează un parametru termodinamic al substanței termometrice. O modificare a acestui parametru este asociată fără ambiguitate cu o schimbare a temperaturii.

Bulat 1

Temperatura (din latină temperatura - amestecare adecvată, stare normală) este o mărime fizică care caracterizează aproximativ energia cinetică medie a particulelor unui sistem macroscopic care se află într-o stare de echilibru termodinamic pe un grad de libertate. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Temperature).
De fapt, temperatura este o măsură a energiei cinetice a moleculelor.
Ek \u003d 3/2 * k * T, unde Ek este energia cinetică medie a moleculelor, k este constanta Boltzmann \u003d 1,38 * 10^-23 J / K, T este temperatura (în grade Kelvin).
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boltzmann_Constant
Într-o definiție termodinamică mai generală: temperatura este inversul modificării entropiei (gradul de dezordine) a unui sistem atunci când o cantitate unitară de căldură este adăugată sistemului: 1/T = ΔS/ΔQ.

aceasta este viteza de mișcare a moleculelor și, de asemenea, cu condiția ca aceasta să poată fi detectată în spectrul infraroșu al radiației unei unde electromagnetice.
Prin urmare, temperatura la o altitudine de 1000 km de Pământ are mii de grade Celsius, dar acolo nu se simte din cauza subțirii atmosferei.

Aceasta este energia mișcării microscopice haotice pe un grad de libertate.
Concluzia este că mișcarea haotică se răspândește în cele din urmă la toate „gradele de libertate”, adică la toate moduri posibile circulaţie. De exemplu, dacă o moleculă se poate mișca în trei direcții și se poate roti în trei direcții, atunci în timp energia va fi distribuită uniform în toate cele șase mișcări.
Dacă și molecula poate vibra ca un arc, atunci energia va pătrunde în această mișcare. Dacă o moleculă poate emite fotoni, atunci haosul va pătrunde și acolo - molecula va emite fotoni aleatoriu.
Până la urmă, când totul se așează, totul forme posibile mișcările sunt implicate în același mod - aceasta se numește „echilibru termodinamic”. În această stare, câtă energie cade la un grad (și fiecare are aceeași cantitate de energie) se numește „temperatură”. Numai că, pentru a converti din jouli în grade, mai trebuie să împărțiți la constanta lui Boltzmann.
Dacă două substanțe ale căror molecule au un număr diferit de grade de libertate sunt furnizate cu aceeași cantitate de energie, atunci substanța cu mai multe grade de libertate va fi mai rece. Căldura curge de la mai cald la mai rece, prin urmare, acolo unde există mai multe grade de libertate, energia este direcționată acolo.

Anatoly Khapilin

Aceasta este o măsură condiționată pentru determinarea gradului de excitare a plasmei-akash în jurul planetei, care, la rândul său, mută moleculele structurilor în locul excitației sale. De exemplu, focul, ca element al materiei eterice, este mai energetic decât elementele fizice și, prin urmare, excită local plasma care pătrunde totul și totul, precum și spațiul din structură, care, de exemplu, ar trebui să se ard, și începe să distrugă structurile de legături electronice. Cu cât acesta din urmă este mai slab, cu atât această structură se va prăbuși mai repede. Și cu cât este mai mare gradul de excitație a plasmei în timpul arderii, de exemplu, gazul, cu atât este mai energetic. Mai multe detalii in sursa.

Evgeniy Dubaylo

Temperatura este o mărime fizică care caracterizează energia cinetică medie a particulelor unui sistem macroscopic în stare de echilibru termodinamic.
Mai simplu spus, temperatura este o măsură a energiei.

TEMPERATURA SI MĂSURAREA EI.

LEGILE GAZELOR EXPERIMENTALE.

1. Echilibru termic. Temperatura.

Temperatura este o mărime fizică care caracterizează gradul de încălzire al organismului. Dacă două corpuri cu temperaturi diferite sunt aduse în contact, atunci, după cum arată experiența, un corp mai încălzit se va răci, iar un corp mai puțin încălzit se va încălzi, de exemplu. merge mai departe schimb de caldura Transferul de energie de la un corp mai fierbinte la unul mai rece fără a lucra.

Energia transferată în timpul schimbului de căldură se numește cantitatea de căldură.

La ceva timp după ce corpurile sunt aduse în contact, acestea capătă același grad de încălzire, adică. ajunge la o stare echilibru termic.

Echilibru termic- aceasta este o astfel de stare a unui sistem de corpuri în contact termic, în care nu are loc schimbul de căldură și toți macroparametrii corpurilor rămân neschimbați dacă condițiile externe nu se modifică.

În acest caz, doi parametri - volumul și presiunea - pot fi diferiți pentru diferite corpuri ale sistemului, iar al treilea, temperatura, în cazul echilibrului termic este același pentru toate corpurile sistemului. Aceasta este baza pentru determinarea temperaturii.

Se numește un parametru fizic care este același pentru toate corpurile sistemului aflate în stare de echilibru termic temperatura acest sistem.

De exemplu, sistemul este format din două vase cu gaz. Să-i punem în contact. Volumul și presiunea gazului din ele pot fi diferite, iar temperatura ca urmare a transferului de căldură va deveni aceeași.

2. Măsurarea temperaturii.

Pentru a măsura temperatura, se folosesc instrumente fizice - termometre, în care valoarea temperaturii este judecată de o modificare a oricărui parametru.

Pentru a crea un termometru aveți nevoie de:

Alegeți o substanță termometrică ale cărei parametri (caracteristici) se modifică cu temperatura (de exemplu, mercur, alcool etc.);

Selectați valoarea termometrică, adică o valoare care se modifică cu temperatura (de exemplu, înălțimea unei coloane de mercur sau alcool, valoarea rezistenței electrice etc.);

Calibrați termometrul, de ex. Creați o scară pentru a măsura temperatura. Pentru a face acest lucru, corpul termometric este adus în contact termic cu corpuri ale căror temperaturi sunt constante. De exemplu, la construirea scalei Celsius, temperatura amestecului de apă și gheață în stare de topire este luată ca 0 0 C, iar temperatura amestecului de vapori de apă și apă în stare de fierbere la o presiune de 1 atm. - pentru 100 0 C. Poziția coloanei de lichid se notează în ambele cazuri, iar apoi distanța dintre mărcile primite este împărțită în 100 de diviziuni.

La măsurarea temperaturii, termometrul este adus în contact termic cu corpul a cărui temperatură este măsurată, iar după ce se stabilește echilibrul termic (indicațiile termometrului nu se mai schimbă), se citește citirea termometrului.

3.Legile experimentale ale gazelor.

Parametrii care descriu starea sistemului sunt interdependenți. Este dificil să stabilim dependența a trei parametri unul față de celălalt simultan, așa că haideți să simplificăm puțin sarcina. Luați în considerare procesele în care

a) cantitatea de materie (sau masa) este constanta, i.e. ν=const (m=const);

b) valoarea unuia dintre parametri este fixa, i.e. Fie presiunea, volumul sau temperatura sunt constante.

Astfel de procese sunt numite izoprocesele.

1).proces izotermic, acestea. un proces care are loc cu aceeași cantitate de substanță la o temperatură constantă.

Investigat de Boyle (1662) și Mariotte (1676).

Schema simplificată a experimentelor este următoarea. Să considerăm un vas cu gaz, închis de un piston mobil, pe care sunt instalate greutăți pentru a echilibra presiunea gazului.

Experiența a arătat că produsul dintre presiune și volum al unui gaz la o temperatură constantă este o valoare constantă. Acest lucru înseamnă

PV= const

Legea Boyle-Mariotte.

Volumul V al unei cantități date de gaz ν la o temperatură constantă t 0 este invers proporțional cu presiunea acestuia, adică. . .

Grafice ale proceselor izoterme.

O diagramă a presiunii în funcție de volum la temperatură constantă se numește izotermă. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât izoterma este mai mare pe grafic.

2).proces izobaric, acestea. Un proces care are loc cu aceeași cantitate de substanță la presiune constantă.

Cercetat de Gay-Lussac (1802).

Schema simplificată este următoarea. Vasul cu gaz este închis de un piston mobil, pe care este instalată o greutate, care echilibrează presiunea gazului. Recipientul de gaz este încălzit.

Experiența a arătat că atunci când un gaz este încălzit la presiune constantă, volumul acestuia se modifică conform următoarei legi: unde V 0 este volumul de gaz la o temperatură t 0 = 0 0 C; V este volumul de gaz la o temperatură t 0, α v este coeficientul de temperatură al expansiunii în volum,

legea lui Gay-Lussac.

Volumul unei cantități date de gaz la presiune constantă depinde liniar de temperatură.

Grafice ale proceselor izobare.

Un grafic al volumului unui gaz în funcție de temperatură la presiune constantă se numește izobară.

Dacă extrapolăm (continuăm) izobarele în regiunea temperaturilor scăzute, atunci toate vor converge într-un punct corespunzător temperaturii t 0 \u003d - 273 0 С.

3).Procesul izocor, adică Un proces care are loc cu aceeași cantitate de substanță la un volum constant.

Investigat de Charles (1802).

Schema simplificată este următoarea. Vasul cu gaz este închis de un piston mobil, pe care sunt instalate greutăți pentru a echilibra presiunea gazului. Vasul se încălzește.

Experiența a arătat că atunci când un gaz este încălzit la un volum constant, presiunea acestuia se modifică conform următoarei legi: unde P 0 este volumul de gaz la temperatura t 0 = 0 0 C; P este volumul de gaz la temperatura t 0, α p este coeficientul de temperatură al presiunii,

legea lui Charles.

Presiunea unei cantități date de gaz la volum constant depinde liniar de temperatură.

Graficul presiunii gazului în funcție de temperatură la volum constant se numește izocor.

Dacă extrapolăm (continuăm) izocorele în regiunea temperaturilor scăzute, atunci toate converg într-un punct corespunzător temperaturii t 0 = - 273 0 С.

4. Scala termodinamică absolută.

Omul de știință englez Kelvin a sugerat mutarea începutului scalei de temperatură la stânga cu 273 0 și numirea acestui punct temperatură zero absolut. Scara noii scale este aceeași cu cea a scării Celsius. Noua scară se numește scară Kelvin sau scară termodinamică absolută. Unitatea de măsură este kelvin.

Zero grade Celsius corespunde la 273 K. Temperatura pe scara Kelvin este indicată cu litera T.

T = t 0 C + 273

t 0 C = T – 273

Noua scară s-a dovedit a fi mai convenabilă pentru înregistrarea legilor privind gazele.

Temperatura (în fizică) Temperatura(din lat. temperatura - amestecare adecvată, proporționalitate, stare normală), mărime fizică care caracterizează starea de echilibru termodinamic a unui sistem macroscopic. T. este aceeași pentru toate părțile unui sistem izolat situat în echilibru termodinamic. Dacă un sistem izolat nu este în echilibru, atunci, în timp, transferul de energie (transferul de căldură) de la părțile mai fierbinți ale sistemului către părțile mai reci duce la egalizarea temperaturii în întregul sistem (primul postulat sau începutul zero. termodinamica). T. determină: distribuţia particulelor care formează sistemul peste niveluri de energie(cm. Statistica Boltzmann) și distribuția vitezei particulelor (vezi Distribuția Maxwell); gradul de ionizare al unei substanțe (vezi Formula Sakha); proprietățile radiației electromagnetice de echilibru a corpurilor - densitatea spectrală a radiației (vezi. Legea radiației lui Planck), densitatea totală a radiației volumetrice (vezi Fig. Stefan - Legea Boltzmann a radiatiilor), etc. T., care este inclus ca parametru în distribuția Boltzmann, este adesea numit excitație T., în distribuția Maxwell - T. cinetic, în formula Saha - ionizare T., în legea Stefan-Boltzmann - temperatura radiatiei. Deoarece pentru un sistem în echilibru termodinamic, toți acești parametri sunt egali între ei, ei se numesc pur și simplu temperatura sistemului. ÎN teoria cinetică a gazelorși alte secțiuni ale mecanicii statistice T. este determinată cantitativ astfel încât energia cinetică medie a mișcării de translație a unei particule (având trei grade de libertate) să fie egală cu kT, unde k este constanta Boltzmann, T- Temperatura corpului. În cazul general, T. este definit ca derivata energiei corpului în ansamblu în raport cu acesta entropie . O astfel de temperatură este întotdeauna pozitivă (deoarece energia cinetică este pozitivă), se numește temperatură absolută sau temperatură conform scalei de temperatură termodinamică. Pe unitatea de T. absolută în Sistemul internațional de unități(SI) acceptat kelvin(LA). Adesea, T. este măsurat pe scara Celsius (t), valorile lui t sunt asociate cu T prin egalitatea t \u003d T √ 273,15 K (gradul Celsius este egal cu Kelvin). Metodele de măsurare a T. sunt discutate în articole Termometrie , Termometru .

Termodinamica strict definită caracterizează doar starea de echilibru a corpurilor. Există totuși sisteme a căror stare poate fi aproximativ caracterizată prin mai multe temperaturi inegale. De exemplu, într-o plasmă formată din particule încărcate ușoare (electroni) și grele (ioni), atunci când particulele se ciocnesc, energia este transferată rapid de la electroni la electroni și de la ioni la ioni, dar lent de la electroni la ioni și invers. Există stări de plasmă în care sistemele de electroni și ioni separat sunt aproape de echilibru și se pot introduce T. electroni T uhși T. ionii T Și , nu se potrivesc între ele.

În corpurile ale căror particule au moment magnetic, energia este de obicei transferată lent de la grade de libertate translaționale la magnetice asociate cu posibilitatea de a schimba direcția momentului magnetic. Din această cauză, există stări în care sistemul de momente magnetice este caracterizat de un T. care nu coincide cu T. cinetic, care corespunde mișcării de translație a particulelor. T. magnetic defineşte partea magnetică energie internași poate fi pozitiv sau negativ (cf. Temperatura negativă). În procesul de egalizare a T., energia este transferată de la particulele (grade de libertate) cu T. mai mare la particulele (grade de libertate) cu T. mai mică, dacă sunt simultan pozitive sau negative, dar în sens invers, dacă unul dintre ele este pozitiv, iar celălalt este negativ. În acest sens, T. negativ este „mai mare” decât oricare unul pozitiv.

Conceptul de termodinamică este folosit și pentru a caracteriza sistemele de neechilibru (vezi Termodinamica proceselor de neechilibru). De exemplu, luminozitatea corpuri cerești caracteriza temperatura de luminozitate, compoziția spectrală a radiațiilor - temperatura de culoare etc.

L. F. Andreev.

Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .

Vedeți ce este „Temperatura (în fizică)” în alte dicționare:

- ... Wikipedia

TEMPERATURA, în biologie, intensitatea căldurii. La animalele cu sânge cald (HOMOIOTERME), cum ar fi păsările și mamiferele, temperatura corpului este menținută în limite înguste, indiferent de temperatura ambiantă. Acest lucru se datorează mușchilor... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Dimensiunea Θ unități SI K ... Wikipedia

Punctul de fierbere, punctul de fierbere este temperatura la care un lichid fierbe sub presiune constantă. Punctul de fierbere corespunde temperaturii vaporilor saturați deasupra suprafeței plane a unui lichid care fierbe, deoarece ... Wikipedia

Elementul principal care caracterizează vremea este temperatura mediului gazos din jur suprafața pământului, mai corect T. a stratului de aer care este supus observatiei noastre. În observațiile meteorologice, acest element este pus pe primul loc... Dicţionar Enciclopedic F.A. Brockhaus și I.A. Efron

temperatura- 1) Valoarea care caracterizează corpul fizic în stare de echilibru termic este asociată cu intensitatea mișcării termice a părților corpului; 2) gradul de căldură al corpului uman ca indicator al sănătății; se desfășoară un grad crescut de căldură corporală cu ...... Dicționar istoric și etimologic al împrumuturilor latine

Este necesar să verificați calitatea traducerii și să aduceți articolul în conformitate cu regulile stilistice ale Wikipedia. Poți ajuta... Wikipedia

Istoria tehnologiei După perioadă și regiune: Revoluția neolitică Tehnologia antică a Egiptului Știință și tehnologie India antică Stiinta si Tehnologie China antică Tehnologii Grecia antică Tehnologii Roma antică Tehnologii ale lumii islamice ... ... Wikipedia

Temperatura care caracterizează stările de echilibru ale unui sistem termodinamic, în care probabilitatea de a găsi sistemul într-o microstare cu o energie mai mare este mai mare decât într-o microstare cu una mai mică. În statistica cuantică, asta înseamnă că ...... Wikipedia

Există mai multe unități de temperatură diferite.

Cele mai cunoscute sunt următoarele:

Grad Celsius - folosit în Sistemul Internațional de Unități (SI) împreună cu kelvinul.

Gradul Celsius este numit după omul de știință suedez Anders Celsius, care în 1742 a propus o nouă scară pentru măsurarea temperaturii.

Definiția originală a gradului Celsius depindea de definiția presiunii atmosferice standard, deoarece atât punctul de fierbere al apei, cât și punctul de topire al gheții depind de presiune. Acest lucru nu este foarte convenabil pentru standardizarea unității de măsură. Prin urmare, după adoptarea kelvin K ca unitate de bază a temperaturii, definiția gradului Celsius a fost revizuită.

Conform definiției moderne, un grad Celsius este egal cu un kelvin K, iar zeroul scalei Celsius este setat astfel încât temperatura punctului triplu al apei să fie de 0,01 °C. Ca rezultat, scările Celsius și Kelvin sunt deplasate cu 273,15:

În 1665, fizicianul olandez Christian Huygens, împreună cu fizicianul englez Robert Hooke, au propus pentru prima dată utilizarea punctelor de topire ale gheții și punctelor de fierbere ale apei ca puncte de referință pentru scara de temperatură.

În 1742, astronomul, geologul și meteorologul suedez Anders Celsius (1701-1744) a dezvoltat o nouă scară de temperatură pe baza acestei idei. Inițial, 0° (zero) era punctul de fierbere al apei, iar 100° era punctul de îngheț al apei (punctul de topire al gheții). Mai târziu, după moartea lui Celsius, contemporanii și compatrioții săi, botanistul Carl Linnaeus și astronomul Morten Strömer, au folosit această scară cu capul în jos (pentru 0 ° au început să ia temperatura gheții care se topește, iar pentru 100 ° - apă clocotită) . În această formă, scara este folosită până astăzi.

Potrivit unei relatări, Celsius însuși și-a întors cântarul la sfatul lui Strömer. Potrivit altor surse, cântarul a fost răsturnat de Carl Linnaeus în 1745. Și conform celui de-al treilea, cântarul a fost răsturnat de succesorul lui Celsius, Morten Strömer, iar în secolul al XVIII-lea un astfel de termometru a fost utilizat pe scară largă sub numele de „termometru suedez”, iar în Suedia însăși sub numele Strömer, dar celebrul chimist suedez Jöns Jakob Berzelius în lucrarea sa „A Guide to Chemistry” a numit scara „Celsius” și de atunci scara centigradă a fost numită după Anders Celsius.

Grad Fahrenheit.

Este numit după omul de știință german Gabriel Fahrenheit, care în 1724 a propus o scară pentru măsurarea temperaturii.

Pe scara Fahrenheit, punctul de topire al gheții este de +32°F și punctul de fierbere al apei este de +212°F (în condiții normale presiune atmosferică). În acest caz, un grad Fahrenheit este egal cu 1/180 din diferența dintre aceste temperaturi. Intervalul 0…+100 °F Fahrenheit corespunde aproximativ intervalului -18…+38 °C Celsius. Zero pe această scară este definit ca punctul de îngheț al unui amestec de apă, sare și amoniac (1:1:1), iar 96 °F este considerată temperatura normală a corpului uman.

Kelvin (înainte de 1968 grade Kelvin) este o unitate a temperaturii termodinamice în Sistemul Internațional de Unități (SI), una dintre cele șapte unități de bază SI. Propus în 1848. 1 kelvin este egal cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei. Începutul scalei (0 K) coincide cu zero absolut.

Conversie în grade Celsius: ° С \u003d K−273,15 (temperatura punctului triplu al apei este de 0,01 ° C).

Unitatea poartă numele fizicianului englez William Thomson, căruia i s-a acordat titlul de Lord Kelvin Larg din Ayrshire. La rândul său, acest titlu vine de la râul Kelvin, care curge prin teritoriul universității din Glasgow.

	Kelvin	Grad Celsius	Fahrenheit
Zero absolut
Punctul de fierbere al azotului lichid
Sublimarea (tranziția de la starea solidă la starea gazoasă) a gheții carbonizate
Punct de intersecție al scărilor Celsius și Fahrenheit
Punctul de topire a gheții
Punct triplu de apă
Temperatura normală a corpului uman
Punctul de fierbere al apei la o presiune de 1 atmosferă (101,325 kPa)

Gradul Reaumur - o unitate de temperatură în care punctele de îngheț și de fierbere ale apei sunt luate ca 0 și, respectiv, 80 de grade. Propus în 1730 de R. A. Réaumur. Scara Réaumur a căzut practic în nefolosire.

gradul Römer este o unitate de temperatură neutilizată în prezent.

Scala de temperatură Römer a fost creată în 1701 de astronomul danez Ole Christensen Römer. Ea a devenit prototipul scalei Fahrenheit, pe care Roemer a vizitat-o ​​în 1708.

Zero grade este punctul de îngheț al apei sărate. Al doilea punct de referință este temperatura corpului uman (30 de grade conform măsurătorilor lui Roemer, adică 42 °C). Apoi punctul de îngheț al apei proaspete este de 7,5 grade (1/8 din scară), iar punctul de fierbere al apei este de 60 de grade. Astfel, scara Römer este de 60 de grade. Această alegere pare să fie explicată prin faptul că Römer este în primul rând un astronom, iar numărul 60 a fost piatra de temelie a astronomiei încă din vremea babiloniană.

Gradul Rankine - o unitate de temperatură pe scara absolută a temperaturii, numită după fizicianul scoțian William Rankin (1820-1872). Folosit în țările vorbitoare de limbă engleză pentru calcule termodinamice de inginerie.

Scala Rankine începe de la zero absolut, punctul de îngheț al apei este de 491,67 ° Ra și punctul de fierbere al apei este de 671,67 ° Ra. Numărul de grade dintre punctele de îngheț și de fierbere ale apei pe scara Fahrenheit și Rankine este același și este egal cu 180.

Relația dintre Kelvin și grade Rankine: 1 K = 1,8 °Ra, grade Fahrenheit sunt convertite în grade Rankine folosind formula °Ra = °F + 459,67.

Gradul de Delisle este o unitate de măsurare a temperaturii acum învechită. A fost inventat de astronomul francez Joseph Nicolas Delisle (1688-1768). Scala Delisle este similară cu scala de temperatură Réaumur. A fost folosit în Rusia până în secolul al XVIII-lea.

Petru cel Mare l-a invitat în Rusia pe astronomul francez Joseph Nicolas Delisle, înființând Academia de Științe. În 1732, Delisle a creat un termometru folosind mercur ca fluid de lucru. Punctul de fierbere al apei a fost ales zero. Pentru un grad, a fost luată o astfel de schimbare a temperaturii, ceea ce a dus la o scădere a volumului de mercur cu o sută de miimi.

Astfel, temperatura de topire a gheții a fost de 2400 de grade. Cu toate acestea, mai târziu o astfel de scară fracționată părea redundantă și, deja în iarna lui 1738, colegul lui Delisle de la Academia din Sankt Petersburg, medicul Josias Weitbrecht (1702-1747), a redus numărul de pași de la punctul de fierbere la punctul de îngheț al apa la 150.

„Inversarea” acestei scale (precum și versiunea originală a scării Celsius) în comparație cu cele acceptate în prezent se explică de obicei prin dificultăți pur tehnice asociate cu calibrarea termometrelor.

Cântarul lui Delisle a fost folosit pe scară largă în Rusia, iar termometrele lui au fost folosite timp de aproximativ 100 de ani. Această scară a fost folosită de mulți academicieni ruși, inclusiv Mihail Lomonosov, care, totuși, l-a „întors”, punând zero la punctul de îngheț și 150 de grade la punctul de fierbere al apei.

Grad Hooke - unitatea istorică de temperatură. Scara Hooke este considerată prima scară de temperatură cu zero fix.

Prototipul cântarului creat de Hooke a fost un termometru care i-a venit în 1661 din Florența. În Hooke's Micrographia, publicat un an mai târziu, există o descriere a scalei pe care a dezvoltat-o. Hooke a definit un grad ca o modificare a volumului de alcool cu ​​1/500, adică un grad de Hooke este egal cu aproximativ 2,4 ° C.

În 1663, membrii Societății Regale au fost de acord să folosească termometrul lui Hooke ca standard și să compare citirile altor termometre cu acesta. Fizicianul olandez Christian Huygens în 1665, împreună cu Hooke, a propus utilizarea temperaturilor gheții de topire și a apei clocotite pentru a crea o scară de temperatură. A fost prima scară cu zero fix și valori negative.

Gradul Dalton este unitatea istorică a temperaturii. Nu are o semnificație definită (în ceea ce privește scalele tradiționale de temperatură precum Kelvin, Celsius sau Fahrenheit) deoarece scara Dalton este logaritmică.

Scara Dalton a fost dezvoltată de John Dalton pentru a efectua măsurători la temperaturi ridicate, deoarece termometrele convenționale la scară uniformă au dat erori din cauza expansiunii neuniforme a fluidului termometric.

Zero pe scara Dalton corespunde cu zero Celsius. semn distinctiv scara Dalton este că în ea zeroul absolut este egal cu − ∞°Da, adică este o valoare de neatins (ceea ce este de fapt cazul, conform teoremei Nernst).

Gradul Newton este o unitate de temperatură care nu mai este utilizată.

Scara de temperatură a lui Newton a fost dezvoltată de Isaac Newton în 1701 pentru cercetarea termofizică și a devenit probabil prototipul scării Celsius.

Newton a folosit uleiul de in ca lichid termometric. Newton a considerat punctul de îngheț al apei proaspete ca zero grade și a desemnat temperatura corpului uman ca fiind 12 grade. Astfel, punctul de fierbere al apei a devenit egal cu 33 de grade.

Gradul Leiden - unitatea istorică de temperatură utilizată la începutul secolului al XX-lea pentru măsurarea temperaturilor criogenice sub −183 °C.

Această scară provine din Leiden, unde se afla laboratorul lui Kamerlingh Onnes din 1897. În 1957, H. van Dijk și M. Dureau au introdus scara L55.

Punctul de fierbere al hidrogenului lichid standard (−253 °C), constând din 75% ortohidrogen și 25% parahidrogen, a fost considerat zero grade. Al doilea punct de referință este punctul de fierbere al oxigenului lichid (−193 °C).

Temperatura Planck , numită după fizicianul german Max Planck, unitatea de măsură a temperaturii, notată T P , în sistemul de unități Planck. Este una dintre unitățile Planck care reprezintă limita fundamentală în mecanica cuantică. Teoria fizică modernă nu este capabilă să descrie ceva mai fierbinte din cauza lipsei unei teorii cuantice a gravitației dezvoltate. Peste temperatura lui Planck, energia particulelor devine atât de mare încât forțele gravitaționale dintre ele devin comparabile cu restul interacțiunilor fundamentale. Aceasta este temperatura Universului în primul moment (timpul Planck) al Big Bang-ului, conform ideilor actuale ale cosmologiei.

Fiecare persoană se confruntă în fiecare zi cu conceptul de temperatură. Termenul a intrat ferm în viața noastră de zi cu zi: ne încălzim în cuptor cu microunde cumpărături sau gătit alimente în cuptor, ne interesează vremea de pe stradă sau aflăm dacă apa din râu este rece - toate acestea sunt strâns legate de acest concept. Și ce este temperatura, ce înseamnă acest parametru fizic, în ce mod se măsoară? Vom răspunde la aceste și la alte întrebări în articol.

Cantitate fizica

Să luăm în considerare ce este temperatura din punctul de vedere al unui sistem izolat în echilibru termodinamic. Termenul a venit de la latinși înseamnă „amestec adecvat”, „stare normală”, „proporție”. Această valoare caracterizează starea de echilibru termodinamic al oricărui sistem macroscopic. În cazul în care este în dezechilibru, în timp are loc o tranziție a energiei de la obiectele mai încălzite la cele mai puțin încălzite. Rezultatul este o egalizare (schimbare) a temperaturii în întregul sistem. Acesta este primul postulat (principiul zero) al termodinamicii.

Temperatura determină distribuția particulelor constitutive ale sistemului după niveluri de energie și viteze, gradul de ionizare a substanțelor, proprietățile radiației electromagnetice de echilibru ale corpurilor și densitatea volumetrică totală a radiației. Deoarece pentru un sistem care se află în echilibru termodinamic, parametrii enumerați sunt egali, ei se numesc de obicei temperatura sistemului.

Plasma

Pe lângă corpurile de echilibru, există sisteme în care starea este caracterizată de mai multe valori de temperatură care nu sunt egale între ele. Plasma este un bun exemplu. Este format din electroni (particule încărcate uşoare) şi ioni (particule cu încărcare grea). Când se ciocnesc, energia este transferată rapid de la electron la electron și de la ion la ion. Dar între elementele eterogene există o tranziție lentă. Plasma poate fi într-o stare în care electronii și ionii individual sunt aproape de echilibru. În acest caz, pot fi luate temperaturi separate pentru fiecare tip de particule. Cu toate acestea, acești parametri vor diferi unul de celălalt.

magneți

În corpurile în care particulele au un moment magnetic, transferul de energie are loc de obicei lent: de la translație la grade de libertate magnetice, care sunt asociate cu posibilitatea de a schimba direcțiile momentului. Se dovedește că există stări în care corpul este caracterizat de o temperatură care nu coincide cu parametrul cinetic. Ea corespunde mișcării de translație a particulelor elementare. Temperatura magnetică determină o parte a energiei interne. Poate fi atât pozitiv, cât și negativ. În timpul procesului de aliniere, energia va fi transferată de la particulele cu o valoare mai mare la particulele cu o valoare mai scăzută a temperaturii dacă ambele sunt pozitive sau negative. În caz contrar, acest proces se va desfășura în direcția opusă - temperatura negativă va fi „mai mare” decât cea pozitivă.

Și de ce este necesar?

Paradoxul constă în faptul că profanul, pentru a efectua procesul de măsurare atât în ​​viața de zi cu zi, cât și în industrie, nici măcar nu are nevoie să știe ce este temperatura. Va fi suficient pentru el să înțeleagă că acesta este gradul de încălzire al unui obiect sau al unui mediu, mai ales că suntem familiarizați cu acești termeni încă din copilărie. Într-adevăr, majoritatea dispozitivelor practice concepute pentru a măsura acest parametru măsoară de fapt alte proprietăți ale substanțelor care se modifică odată cu nivelul de încălzire sau răcire. De exemplu, presiunea, rezistența electrică, volumul etc. În plus, astfel de citiri sunt convertite manual sau automat la valoarea dorită.

Se pare că pentru a determina temperatura, nu este nevoie să studiezi fizica. Cea mai mare parte a populației planetei noastre trăiește după acest principiu. Dacă televizorul funcționează, atunci nu este nevoie să înțelegeți procesele tranzitorii ale dispozitivelor semiconductoare, să studiați, în priză sau cum intră în semnal. Oamenii sunt obișnuiți cu faptul că în fiecare domeniu există specialiști care pot repara sau depana sistemul. Laicul nu vrea să-și încordeze creierul, pentru că este mult mai bine să urmărească o telenovelă sau fotbal pe „cutie” în timp ce sorbi bere rece.

Și vreau să știu

Există însă oameni, cel mai adesea studenți, care, fie în măsura curiozității, fie din necesitate, sunt nevoiți să studieze fizica și să stabilească ce este temperatura cu adevărat. Drept urmare, în căutarea lor, ei cad în sălbăticia termodinamicii și îi studiază legea zero, prima și a doua. În plus, o minte curioasă va trebui să înțeleagă entropia. Și la sfârșitul călătoriei sale, va admite cu siguranță că definirea temperaturii ca parametru al unui sistem termic reversibil, care nu depinde de tipul de substanță de lucru, nu va adăuga claritate sentimentului acestui concept. Și totuși partea vizibilă va fi acceptată sistem international unitățile (SI) sunt niște grade.

Temperatura ca energie cinetică

Mai „tangibilă” este abordarea numită teoria molecular-cinetică. Formează ideea că căldura este considerată una dintre formele de energie. De exemplu, energia cinetică a moleculelor și atomilor, un parametru mediat pe un număr mare de particule care se mișcă aleatoriu, se dovedește a fi o măsură a ceea ce se numește în mod obișnuit temperatura unui corp. Astfel, particulele unui sistem încălzit se mișcă mai repede decât unul rece.

Deoarece termenul luat în considerare este strâns legat de energia cinetică medie a unui grup de particule, ar fi destul de natural să folosim joule ca unitate de temperatură. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă, ceea ce se explică prin faptul că energia mișcării termice a particulelor elementare este foarte mică în raport cu joule. Prin urmare, utilizarea sa este incomodă. Mișcarea termică este măsurată în unități derivate din jouli prin intermediul unui factor de conversie special.

Unități de temperatură

Astăzi, trei unități principale sunt folosite pentru a afișa acest parametru. La noi, temperatura se măsoară de obicei în grade Celsius. Această unitate de măsură se bazează pe punctul de solidificare al apei - o valoare absolută. Ea este punctul de plecare. Adică, temperatura apei la care începe să se formeze gheața este zero. În acest caz, apa servește ca măsură exemplară. Această convenție a fost adoptată pentru comoditate. A doua valoare absolută este temperatura aburului, adică momentul în care apa trece de la starea lichidă la starea gazoasă.

Următoarea unitate sunt grade Kelvin. Punctul de referință al acestui sistem este considerat a fi un punct. Astfel, un grad Kelvin este egal cu unu. Diferența este doar punctul de referință. Obținem că zero în Kelvin va fi egal cu minus 273,16 grade Celsius. În 1954, la Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri, s-a decis înlocuirea termenului de „grad Kelvin” pentru unitatea de temperatură cu „kelvin”.

A treia unitate de măsură folosită în mod obișnuit este grade Fahrenheit. Până în 1960, acestea au fost utilizate pe scară largă în toate țările vorbitoare de limbă engleză. Cu toate acestea, astăzi, în viața de zi cu zi din Statele Unite, utilizați această unitate. Sistemul este fundamental diferit de cele descrise mai sus. Punctul de îngheț al unui amestec de sare, amoniac și apă într-un raport de 1:1:1 a fost luat ca punct de plecare. Deci, pe scara Fahrenheit, punctul de îngheț al apei este de plus 32 de grade, iar punctul de fierbere este de plus 212 de grade. În acest sistem, un grad este egal cu 1/180 din diferența dintre aceste temperaturi. Deci, intervalul de la 0 la +100 de grade Fahrenheit corespunde intervalului de la -18 la +38 Celsius.

Temperatura zero absolut

Să vedem ce înseamnă acest parametru. Zero absolut este temperatura limită la care presiunea unui gaz ideal dispare la un volum fix. Aceasta este cea mai mică valoare din natură. După cum a prezis Mihailo Lomonosov, „acesta este cel mai mare sau ultimul grad de frig”. Aceasta înseamnă că o substanță chimică în volume egale de gaze, supusă aceleiași temperaturi și presiuni, conține același număr de molecule. Ce rezultă din asta? Există temperatura minima gaz la care presiunea sau volumul său dispare. Această valoare absolută corespunde cu zero Kelvin, sau 273 de grade Celsius.

Câteva fapte interesante despre sistemul solar

Temperatura de la suprafața Soarelui ajunge la 5700 kelvin, iar în centrul nucleului - 15 milioane kelvin. planete sistem solar variază foarte mult în ceea ce privește nivelurile de încălzire. Deci, temperatura nucleului Pământului nostru este aproximativ aceeași cu cea de pe suprafața Soarelui. Jupiter este considerată cea mai fierbinte planetă. Temperatura din centrul miezului său este de cinci ori mai mare decât la suprafața Soarelui. Dar cea mai mică valoare a parametrului a fost înregistrată pe suprafața lunii - a fost doar 30 kelvin. Această valoare este chiar mai mică decât pe suprafața lui Pluto.

Faptele Pământului

1. Cea mai mare temperatură înregistrată de o persoană a fost de 4 miliarde de grade Celsius. Această valoare este de 250 de ori mai mare decât temperatura nucleului Soarelui. Recordul a fost stabilit de Laboratorul Natural din New York Brookhaven în ciocnitorul de ioni, care are aproximativ 4 kilometri lungime.

2. De asemenea, temperatura de pe planeta noastră nu este întotdeauna ideală și confortabilă. De exemplu, în orașul Verkhnoiansk din Yakutia, temperatura în perioada de iarna scade la minus 45 de grade Celsius. Dar în orașul etiopian Dallol, situația este inversată. Acolo, temperatura medie anuală este de plus 34 de grade.

3. Condițiile cele mai extreme în care oamenii lucrează sunt înregistrate în minele de aur din Africa de Sud. Minerii lucrează la o adâncime de trei kilometri la o temperatură de plus 65 de grade Celsius.