Измерение температуры

Температура тела характеризует его внутреннюю анергию. При изменении температуры изменяются физические свойства: размеры тела, объем жидкости, давление газа или насыщенных ларов, сопротивление проводников и полупроводников, термоэлектродвижущая сила двух проводников, изготовленных из разных материалов, и др. Это обстоятельство используют при создании приборов для измерения температуры.

Шкалы приборов градуируют в градусах международной стоградусной шкалы (°С), т. е. в градусах Цельсия, названных так по имени ученого, предложившего следующее деление шкалы. Температуру, при которой происходит таяние льда, принимают за нулевое значение — 0°С, а температуру кипения воды при нормальных условиях — 100° С. Полученный промежуток делят на 100 равных частей. Ниже точки 0°С и выше 100° С наносят деления той же величины.

Такое определение градуса имеет ряд недостатков: длина деления жидкостного термометра зависит от свойств жидкости и сорта стекла; теоретические расчеты значительно усложняет то обстоятельство, что давление газа, заключенного в постоянном объеме, не пропорционально величине температуры, измеренной в градусах Цельсия, и т. д.

Поэтому в системе СИ принята шкала абсолютных температур или шкала Кельвина (градус Кельвина — К), которая определена на основании общих физических законов и не зависит от свойств рабочего вещества термометра. Абсолютный нуль температуры по этой шкале соответствует такому состоянию вещества,. когда энергия теплового движения молекул и атомов равна нулю. Английский физик Кельвин доказал, что ни одно тело не может быть охлаждено ниже этой температуры. Абсолютный нуль температуры равен — 273, 15° С. Переход от температуры, отсчитанной в градусах Цельсия (Т°C), к температуре, отсчитанной, в градусах Кельвина (Т°К), производят по формуле. Жидкостные стеклянные термометры. Принцип действия термометров этого типа основан на свойстве тел расширяться при нагревании. Поскольку объемный температурный коэффициент расширения жидкости много больше, чем у стекла, уровень столба жидкости в стеклянной трубке изменяется при изменении температуры. Очевидно, что жидкостным термометром можно пользоваться только для измерения тех температур, при которых жидкость не превращается в пар и не затвердевает.

Наиболее распространены ртутные термометры, применяемые для измерения температур от —30 до +500°С. Температура кипения ртути 356,9° С; поэтому у термометров, предназначенных для измерения температуры выше 300° С, пространство в капилляре над ртутью заполняют инертным газом (азотом) под давлением 20—25 кгс/см2. При этом температура кипения ртути повышается до 560°С.

Для измерения температур ниже —30°С применяют органические жидкости: этиловый спирт до —130°С, толуол до —90°С, пентан до — 190°С и петролейный эфир до —130°С.

Ртутные термометры

На тепловозах в основном используют технические ртутные термометры, изготавливаемые в соответствии с ГОСТ 2823—59. Устанавливают их, как правило, временно на период проведения испытаний. Контролируют температуру воды на входе и выходе из дизеля, температуру воды до и после холодильника: надувочного воздуха, температуру масла на входе и выходе из дизеля и др. Технические ртутные стеклянные термометры (рис.4.1) выпускают двух типов: тип А — прямые и тип Б — угловые. Ртуть, заполняющая резервуар 7, при расширении поднимается по капиллярной трубке (капилляру) 2. Отсчет производят по шкале, нанесенной на прямоугольной пластине стекла молочного цвета 3. Капиллярную трубку крепят к шкальной пластине проволокой 5 диаметром 0,2—6,3 мм.

Измерительная часть термометра помещена в стеклянную оболочку 4, верхнее отверстие которой закрыто корковой пробкой 1, покрытой для герметизации гипсом и лаком.

В нижней части термометра капиллярную трубку закрепляют с помощью асбестовых пробок 6, располагаемых равномерно по .всей длине.

Установлено три размера верхней части термометров L: НО, 160, 220мм. Длина нижней части термометров: тип А—60, 80, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000мм; тип Б — ПО, 130, 150, 170, 210, 250, 300, 370, 450, 550, 680, 850, 1050, 1300мм. Диаметр нижней части термометра d при l меньше или равном 630мм (тип А) и 680мм (тип Б) принят равным 8мм; для больших величин — d=9 мм. Пределы измерений и цена наименьшего деления шкалы приведены в табл. 3. Допустимые погрешности термометров не превышают одного деления. Ртутные термометры используют для местного контроля температуры. Их помещают в специальные гильзы в местах, удобных для наблюдения. При отсчете глаза наблюдателя должны быть на одном уровне с мениском жидкости в капилляре. Гильза (карман) для установки термометра (рис.4.2) состоит из трубки 3, один конец которой закрыт заглушкой 5, а второй вварен в штуцер 2. Штуцер 2, имеющий коническую резьбу, вворачивают в патрубок 4, приваренный к трубе или емкости, в которой необходимо измерять температуру.

Информация по теме:

Определение кратчайших расстояний между пунктами транспортной сети
В соответствии со схемой транспортной сети района перевозок см. рис.1, используя метод потенциалов составляем таблицу кратчайших расстояний района перевозок груза табл. 3.1 Таблица 3.1 Матрица условий Пункт отправления Вспом. Пункт Строка Столб. АТП А1 А2 А3 Б1 Б2 Б3 Б4 Б5 V1=0 V2=8 V3=5 V4=6 V5=7 ...

Суммарные радиальные и окружные силы действующие на шатунную шейку
На шатунную шейку звездообразного двигателя действуют силы каждого цилиндра одновременно. Складываясь, они дают суммарную радиальную силу и суммарную касательную силу . Для получения и нужно сложить силы , а затем силы каждого цилиндра, действующие в каждый момент поворота кривошипа коленчатого вал ...

Простой вагона на станции с местным грузом
Простой вагона на станции под операциями прибытия t = , (30) где - вагоно-часы простоя вагона с местным грузом от прибытия до начала грузовых операций - число вагонов с местным грузом, прибывших на станцию t = , Простой вагона на станции под грузовыми операциями t = , (31) где - вагоно-часы простоя ...