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:

Основные понятия и определения транспортной безопасности
Реалии сегодняшнего времени все больше делают акцет на применение совокупного термина, относящегося к объектам транспортной инфраструктуры – это транспортная безопасность. Причем, данный термин относится ко всем видам транспорта. Такой подход вполне очевиден, так как угрозы для объектов транспорта ...

Тип и назначение судна
Назначение судна – перевозка генеральных грузов, металл в рулонах, насыпных грузов, включая зерно, уголь, лес, 20 и 40 футовые контейнеры. Район плавания – внутренние водные пути Европейской части России, Сибири, моря: Балтийское, Северное, Черное, Каспийское, Средиземноморье, Японское с ограничени ...

Выбор организационной формы сборки
В машиностроении применяют следующие организационные формы сборки машин: стационарную, осуществляемую без пооперационного расчленения сборочного процесса и при неподвижном собираемом объекте, и поточную, характеризующуюся расчленением технологического процесса на операции и осуществляемую как при н ...