Çfarë është temperatura dhe si ta matni atë. Kuptimi i fjalës "temperaturë"

Presioni i gazit përcaktohet nga ndikimet kaotike të molekulave në lëvizje. Kjo do të thotë që një ulje e presionit gjatë ftohjes së gazit mund të shpjegohet me një ulje të energjisë mesatare të lëvizjes përkthimore të molekulave (). Presioni i gazit arrin zero kur, në përputhje me ligjin bazë të teorisë kinetike molekulare:

Përqendrimi i molekulave të gazit n konsiderohet konstant dhe jozero.

Temperatura absolute e një gazi ideal

Ekziston një kufi për ftohjen e gazit. Zero absolute është temperatura në të cilën lëvizja përkthimore e molekulave ndalon.

Një gaz ideal (ndryshe nga gazrat e vërtetë) mbetet në gjendje të gaztë në çdo temperaturë. Temperatura në të cilën ndalon lëvizja përkthimore e molekulave mund të gjendet nga ligji i përcaktuar nga J. Charles: koeficienti i temperaturës së presionit të një gazi ideal nuk varet nga lloji i gazit dhe është i barabartë me . Në këtë rast, presioni i një gazi ideal në një temperaturë arbitrare është i barabartë me:

ku t është temperatura në shkallën Celsius; - presion në. Le të barazojmë presionin në shprehjen (2) me zero dhe të shprehim temperaturën në të cilën molekulat e një gazi ideal ndalojnë lëvizjen e tyre përkthimore:

V. Kelvin supozoi se vlera rezultuese e zeros absolute do të korrespondonte me ndërprerjen e lëvizjes përkthimore të molekulave të çdo substance. Temperaturat nën zero absolute (T=0 K) nuk ekzistojnë në natyrë. Meqenëse në një temperaturë prej zero absolute është e pamundur të hiqet energjia e lëvizjes termike të molekulave dhe të zvogëlohet temperatura e trupit, pasi energjia e lëvizjes termike nuk mund të jetë negative. Në laboratorë u morën temperatura afër zeros absolute (rreth një e mijëta e shkallës).

Shkalla termodinamike e temperaturës

Sipas shkallës së temperaturës termodinamike (e njohur edhe si shkalla Kelvin), pika e fillimit është temperatura zero absolute. Temperatura shënohet me një T të madhe. Madhësia e një shkalle është e njëjtë me një shkallë në shkallën Celsius:

Derivatet do të jenë të njëjta nëse i marrim duke përdorur llogaritje të ndryshme të temperaturës:

Kur lëvizni nga shkalla Kelvin në shkallën Celsius, mbahen përkufizimet e koeficientëve termikë të zgjerimit vëllimor dhe koeficientit të presionit.

Në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI), njësia bazë e temperaturës quhet kelvin (K). Sistemi SI përdor shkallën termodinamike të temperaturës për të matur temperaturën.

Në përputhje me marrëveshjen ndërkombëtare, madhësia e kelvinit përcaktohet nga kushtet e mëposhtme: temperatura e pikës së trefishtë të qeve merret të jetë 273,16 K. Pika e trefishtë e ujit në Celsius korrespondon me 0,01 o C, temperatura e shkrirjes së akullit në kelvini është i barabartë me 273,15 K.

Temperatura e matur në Kelvin quhet absolute. Marrëdhënia midis temperaturës absolute dhe temperaturës Celsius pasqyrohet nga shprehja:

Temperatura absolute, energjia kinetike e molekulave dhe presioni i një gazi ideal

Energjia mesatare e lëvizjes përkthimore të molekulave është drejtpërdrejt proporcionale me temperaturën e gazit:

ku është konstanta e Boltzmann-it. Formula (6) do të thotë se vlera mesatare e energjisë kinetike të lëvizjes përkthimore të molekulave nuk varet nga lloji i gazit ideal, por përcaktohet vetëm nga temperatura e tij.

Presioni i një gazi ideal përcaktohet vetëm nga temperatura e tij:

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

Çdo person ndeshet me konceptin e temperaturës çdo ditë. Termi ka hyrë fort në jetën tonë të përditshme: ne ngrohim ushqimin në një furrë me mikrovalë ose gatuajmë ushqim në furrë, ne jemi të interesuar për motin jashtë ose zbulojmë nëse uji në lumë është i ftohtë - e gjithë kjo është e lidhur ngushtë me këtë koncept. . Çfarë është temperatura, çfarë do të thotë ky parametër fizik, si matet? Ne do t'u përgjigjemi këtyre dhe pyetjeve të tjera në artikull.

Sasia fizike

Le të shohim se çfarë është temperatura nga pikëpamja e një sistemi të izoluar në ekuilibër termodinamik. Termi vjen nga latinishtja dhe do të thotë "përzierje e duhur", "gjendje normale", "proporcionalitet". Kjo sasi karakterizon gjendjen e ekuilibrit termodinamik të çdo sistemi makroskopik. Në rastin kur është jashtë ekuilibrit, me kalimin e kohës ka një kalim të energjisë nga objektet më të ndezura në ato më pak të ndezura. Rezultati është barazimi (ndryshimi) i temperaturës në të gjithë sistemin. Ky është postulati i parë (ligji zero) i termodinamikës.

Temperatura përcakton shpërndarjen e grimcave përbërëse të sistemit sipas niveleve dhe shpejtësive të energjisë, shkallës së jonizimit të substancave, vetive të rrezatimit elektromagnetik të ekuilibrit të trupave dhe densitetit total të rrezatimit vëllimor. Meqenëse për një sistem që është në ekuilibër termodinamik, parametrat e listuar janë të barabartë, zakonisht quhen temperatura e sistemit.

Plazma

Përveç trupave të ekuilibrit, ekzistojnë sisteme në të cilat gjendja karakterizohet nga disa vlera të temperaturës që nuk janë të barabarta me njëra-tjetrën. Një shembull i mirë është plazma. Ai përbëhet nga elektrone (grimca të ngarkuara me dritë) dhe jone (grimca të ngarkuara të rënda). Kur ato përplasen, ka një transferim të shpejtë të energjisë nga elektroni në elektron dhe nga joni në jon. Por midis elementeve heterogjene ka një tranzicion të ngadaltë. Plazma mund të jetë në një gjendje në të cilën elektronet dhe jonet individualisht janë afër ekuilibrit. Në këtë rast, është e mundur të supozohen temperatura të veçanta për çdo lloj grimce. Megjithatë, këto parametra do të ndryshojnë nga njëri-tjetri.

Magnetët

Në trupat në të cilët grimcat kanë një moment magnetik, transferimi i energjisë zakonisht ndodh ngadalë: nga përkthimi në shkallët magnetike të lirisë, të cilat shoqërohen me mundësinë e ndryshimit të drejtimeve të momentit. Rezulton se ka gjendje në të cilat trupi karakterizohet nga një temperaturë që nuk përkon me parametrin kinetik. Ajo korrespondon me lëvizjen përpara të grimcave elementare. Temperatura magnetike përcakton një pjesë të energjisë së brendshme. Mund të jetë edhe pozitive edhe negative. Gjatë procesit të barazimit, energjia do të transferohet nga grimcat me temperaturë më të lartë në grimcat me temperaturë më të ulët nëse ato janë të dyja pozitive ose negative. Në situatën e kundërt, ky proces do të vazhdojë në drejtim të kundërt - temperatura negative do të jetë "më e lartë" se ajo pozitive.

Pse është e nevojshme kjo?

Paradoksi është se një person mesatar, për të kryer procesin e matjes si në jetën e përditshme ashtu edhe në industri, as që duhet të dijë se çfarë është temperatura. Do të mjaftojë që ai të kuptojë se kjo është shkalla e ngrohjes së një objekti apo ambienti, aq më tepër që këto terma i kemi njohur që në fëmijëri. Në të vërtetë, shumica e instrumenteve praktike të krijuara për të matur këtë parametër masin në fakt vetitë e tjera të substancave që ndryshojnë në varësi të nivelit të ngrohjes ose ftohjes. Për shembull, presioni, rezistenca elektrike, vëllimi, etj. Më tej, lexime të tilla rillogariten manualisht ose automatikisht në vlerën e kërkuar.

Rezulton se për të përcaktuar temperaturën, nuk ka nevojë të studiohet fizika. Shumica e popullsisë së planetit tonë jeton sipas këtij parimi. Nëse televizori po funksionon, atëherë nuk ka nevojë të kuptoni proceset kalimtare të pajisjeve gjysmëpërçuese, të studioni prizën ose si merret sinjali. Njerëzit janë mësuar me faktin se në çdo fushë ka specialistë që mund të riparojnë ose korrigjojnë sistemin. Njeriu i zakonshëm nuk dëshiron të sforcojë trurin e tij, sepse është shumë më mirë të shikosh një telenovelë ose futboll në "kuti" duke pirë një birrë të ftohtë.

Dhe unë dua të di

Por ka njerëz, më së shpeshti këta janë studentë, të cilët ose nga kurioziteti ose nga nevoja detyrohen të studiojnë fizikën dhe të përcaktojnë se çfarë është në të vërtetë temperatura. Si rezultat, në kërkimin e tyre ata e gjejnë veten në xhunglën e termodinamikës dhe studiojnë ligjet e saj zero, të parë dhe të dytë. Për më tepër, një mendje kureshtare do të duhet të kuptojë entropinë. Dhe në fund të udhëtimit të tij, ai me siguri do të pranojë se përcaktimi i temperaturës si një parametër i një sistemi termik të kthyeshëm, i cili nuk varet nga lloji i substancës punuese, nuk do t'i shtojë qartë kuptimit të këtij koncepti. Dhe gjithsesi, pjesa e dukshme do të jenë disa shkallë të pranuara nga sistemi ndërkombëtar i njësive (SI).

Temperatura si energji kinetike

Një qasje më "e prekshme" quhet teoria kinetike molekulare. Prej saj krijohet ideja se nxehtësia konsiderohet si një formë energjie. Për shembull, energjia kinetike e molekulave dhe atomeve, një parametër i mesatarizuar mbi një numër të madh grimcash që lëvizin në mënyrë kaotike, rezulton të jetë një masë e asaj që zakonisht quhet temperatura e një trupi. Kështu, grimcat në një sistem të nxehtë lëvizin më shpejt sesa në një sistem të ftohtë.

Meqenëse termi në fjalë është i lidhur ngushtë me energjinë kinetike mesatare të një grupi grimcash, do të ishte krejt e natyrshme të përdoret xhauli si njësi matëse e temperaturës. Megjithatë, kjo nuk ndodh, gjë që shpjegohet me faktin se energjia e lëvizjes termike të grimcave elementare është shumë e vogël në raport me xhaulin. Prandaj, është e papërshtatshme për t'u përdorur. Lëvizja termike matet në njësi që rrjedhin nga joules duke përdorur një faktor të veçantë konvertimi.

Njësitë e temperaturës

Sot, tre njësi kryesore përdoren për të shfaqur këtë parametër. Në vendin tonë, temperatura zakonisht përcaktohet në gradë Celsius. Kjo njësi matëse bazohet në pikën e ngurtësimit të ujit - vlerën absolute. Është pikënisja. Kjo do të thotë, temperatura e ujit në të cilin fillon të formohet akulli është zero. Në këtë rast, uji shërben si një matës shembullor. Kjo konventë është miratuar për lehtësi. Vlera e dytë absolute është temperatura e avullit, domethënë momenti kur uji kalon nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të gaztë.

Njësia tjetër është gradë Kelvin. Pika e fillimit të këtij sistemi konsiderohet të jetë pika Pra, një shkallë Kelvin është e barabartë me një. Ne gjejmë se zero Kelvin do të jetë i barabartë me minus 273.16 gradë Celsius. Në vitin 1954, Konferenca e Përgjithshme për Peshat dhe Masat vendosi të zëvendësojë termin "kelvin" për njësinë e temperaturës me "kelvin".

Njësia e tretë e matjes e pranuar zakonisht është gradë Fahrenheit. Deri në vitin 1960, ato u përdorën gjerësisht në të gjitha vendet anglishtfolëse. Megjithatë, kjo njësi përdoret ende në jetën e përditshme në Shtetet e Bashkuara. Sistemi është thelbësisht i ndryshëm nga ato të përshkruara më sipër. Pika e ngrirjes së përzierjes së kripës, amoniakut dhe ujit në një raport 1:1:1 merret si pikënisje. Pra, në shkallën Fahrenheit, pika e ngrirjes së ujit është plus 32 gradë, dhe pika e vlimit është plus 212 gradë. Në këtë sistem, një shkallë është e barabartë me 1/180 të diferencës midis këtyre temperaturave. Kështu, diapazoni nga 0 në +100 gradë Fahrenheit korrespondon me diapazonin nga -18 në +38 Celsius.

Temperatura zero absolute

Le të kuptojmë se çfarë do të thotë ky parametër. Zero absolute është vlera e temperaturës kufizuese në të cilën presioni i një gazi ideal bëhet zero për një vëllim fiks. Kjo është vlera më e ulët në natyrë. Siç parashikoi Mikhailo Lomonosov, "kjo është shkalla më e madhe ose e fundit e të ftohtit". Nga kjo rrjedh se vëllime të barabarta të gazrave, që i nënshtrohen të njëjtës temperaturë dhe presion, përmbajnë të njëjtin numër molekulash. Çfarë rrjedh nga kjo? Ekziston një temperaturë minimale e një gazi në të cilën presioni ose vëllimi i tij shkon në zero. Kjo vlerë absolute korrespondon me zero Kelvin, ose 273 gradë Celsius.

Disa fakte interesante rreth sistemit diellor

Temperatura në sipërfaqen e Diellit arrin 5700 Kelvin, dhe në qendër të bërthamës - 15 milion Kelvin. Planetët e sistemit diellor ndryshojnë shumë nga njëri-tjetri për sa i përket niveleve të ngrohjes. Kështu, temperatura e bërthamës së Tokës sonë është afërsisht e njëjtë me atë në sipërfaqen e Diellit. Jupiteri konsiderohet planeti më i nxehtë. Temperatura në qendër të bërthamës së tij është pesë herë më e lartë se në sipërfaqen e Diellit. Por vlera më e ulët e parametrit u regjistrua në sipërfaqen e Hënës - ishte vetëm 30 Kelvin. Kjo vlerë është edhe më e ulët se në sipërfaqen e Plutonit.

Fakte rreth Tokës

1. Temperatura më e lartë e regjistruar nga njeriu ishte 4 miliardë gradë Celsius. Kjo vlerë është 250 herë më e lartë se temperatura e bërthamës së Diellit. Rekordi u vendos nga Laboratori Natyror Brookhaven i Nju Jorkut në një përplasës jonesh, i cili është rreth 4 kilometra i gjatë.

2. Temperatura në planetin tonë gjithashtu nuk është gjithmonë ideale dhe komode. Për shembull, në qytetin e Verkhnoyansk në Yakutia, temperatura në dimër bie në minus 45 gradë Celsius. Por në qytetin etiopian të Dallol situata është e kundërta. Atje temperatura mesatare vjetore është plus 34 gradë.

3. Kushtet më ekstreme në të cilat njerëzit punojnë janë regjistruar në minierat e arit në Afrikën e Jugut. Minatorët punojnë në një thellësi prej tre kilometrash në një temperaturë prej plus 65 gradë Celsius.

Temperatura- një sasi fizike skalare që karakterizon energjinë mesatare kinetike të grimcave të një sistemi makroskopik për një shkallë lirie, e cila është në një gjendje ekuilibri termodinamik.

Sasitë e përftuara SI, të cilat kanë një emër të veçantë, përfshijnë temperaturën Celsius, të matur në gradë Celsius. Në praktikë, gradë Celsius shpesh përdoret për shkak të lidhjes së tyre historike me karakteristikat e rëndësishme të ujit - pika e shkrirjes së akullit (0 °C) dhe pika e vlimit (100 °C). Kjo është e përshtatshme pasi shumica e proceseve klimatike, proceset në jetën e egër, etj. janë të lidhura me këtë varg. Një ndryshim në temperaturë prej një gradë Celsius është i barabartë me një ndryshim në temperaturë prej një Kelvin. Prandaj, pas prezantimit të një përkufizimi të ri të Kelvinit në vitin 1967, pika e vlimit të ujit pushoi së luajturi rolin e një pike referimi konstante dhe, siç tregojnë matjet e sakta, ajo nuk është më e barabartë me 100 °C, por është afër 99,975 °C

Shkalla absolute e temperaturës- Shkalla termodinamike e temperaturës ose shkalla praktike ndërkombëtare e temperaturës, në të cilën temperatura matet nga zero absolute në gradë Kelvin (kelvins)

Shkalla absolute e temperaturës u fut në shkencë jo vetëm për t'i bërë ligjet e gazit më të përshtatshëm për fermën. Ka një kuptim të thellë fizik.
Shkalla e temperaturës absolute ose shkalla Kelvin ose shkalla termodinamike e temperaturës njihet si kryesore nga Komiteti Ndërkombëtar i Peshave dhe Masave. Përkufizimi i shkallës së temperaturës termodinamike bazohet në ligjin e dytë të termodinamikës dhe përdor ciklin Carnot. Një nga vetitë më të rëndësishme të shkallës termodinamike është pavarësia e saj nga substanca termometrike.

Për të përcaktuar shkallën e shkallës, përdoret një pikë referimi - pika e trefishtë e ujit, dhe kufiri i poshtëm i intervalit të temperaturës është pika zero absolute. Pikës së trefishtë të ujit i është caktuar një temperaturë prej 273 15 K saktësisht. Kelvini është i barabartë me /273.16 pjesë të temperaturës termodinamike të pikës së trefishtë të ujit.
Shkalla absolute e temperaturës ka një pikë zero në - 273 (G 273 O.
Një shkallë e temperaturës absolute është një shkallë në të cilën pika e temperaturës zero absolute merret si pikënisje. Vlera e Kelvinit përcaktohet në mënyrë unike nga kërkesa që temperatura e pikës së trefishtë të ujit (pika e temperaturës referencë në të cilën fazat e lëngëta, të ngurta dhe të gazta të një substance ekzistojnë në ekuilibër) të jetë e barabartë me 273 16 K. Atëherë normalja Pikat e shkrirjes së akullit dhe ujit të vluar në shkallë absolute korrespondojnë me temperaturat 273 15 dhe 373 15 K, dhe një interval i temperaturës prej 1 K është i barabartë me një interval temperature prej 1 C.
Një shkallë absolute e temperaturës është një shkallë e temperaturës që përcaktohet me metodën termodinamike në atë mënyrë që të mos varet nga zgjedhja e substancës termometrike. Pika zero e kësaj shkalle përcaktohet si temperatura më e lartë termodinamikisht e mundshme. Shkalla absolute e temperaturës e përdorur aktualisht në termofizikë u prezantua nga Lord Kelvin (William Thomson) në 1848 dhe për këtë arsye quhet edhe shkalla Kelvin.
Ekziston edhe një shkallë absolute e temperaturës, e cila përdor gradë në shkallën Fahrenheit.
Dëshira e vendosjes së një shkalle absolute të temperaturës, e pavarur nga vetitë e çdo substance të veçantë, është treguar tashmë në kapitullin.
Shkallët Kelvin dhe Rankine janë shkallë absolute të temperaturës të bazuara në ligjet e termodinamikës dhe idenë e një pishinë absolute të temperaturës.
Shkalla absolute e temperaturës termodinamike është identike me shkallën empirike të temperaturës absolute.
Në këtë drejtim, u propozuan dy shkallë absolute të temperaturës - Kelvin dhe Rankine, që ndryshojnë në vlerën e njësisë së matjes së temperaturës të miratuar në to.
Në fillim të këtij artikulli, u vu re se shkalla absolute e temperaturës mund të vendoset duke përdorur çdo marrëdhënie të bazuar në ligjin e dytë të termodinamikës dhe duke lidhur temperaturën T me parametra të tjerë të gjendjes.
Përveç shkallës së gradës, shkalla absolute e temperaturës përdoret në shkencë dhe teknologji.
Bazuar në këto gjetje, u krijua një shkallë e temperaturës, e quajtur shkalla absolute e temperaturës.

7. Energjia e brendshme.

Energjia e brendshme trup (shënohet si E ose U) është shuma e energjive të bashkëveprimeve molekulare dhe lëvizjeve termike të molekulës. Energjia e brendshme është një funksion unik i gjendjes së sistemit. Kjo do të thotë se sa herë që një sistem e gjen veten në një gjendje të caktuar, energjia e tij e brendshme merr vlerën e natyrshme në këtë gjendje, pavarësisht nga historia e mëparshme e sistemit. Rrjedhimisht, ndryshimi i energjisë së brendshme gjatë kalimit nga një gjendje në tjetrën do të jetë gjithmonë e barabartë me diferencën midis vlerave të saj në gjendjen përfundimtare dhe fillestare, pavarësisht nga rruga përgjatë së cilës u zhvillua tranzicioni.

§ - potenciali kimik

§ - numri i grimcave në sistem

TEMPERATURA DHE MATJA E SAJ.

LIGJET EKSPERIMENTALE TË GAZIT.

1. Ekuilibri termik. Temperatura.

Temperaturaështë një sasi fizike që karakterizon shkallën e ngrohjes së një trupi. Nëse dy trupa me temperatura të ndryshme vihen në kontakt, atëherë, siç tregon përvoja, trupi më i nxehtë do të ftohet, dhe ai më pak i nxehtë do të nxehet, d.m.th. po ndodh shkëmbimi i nxehtësisë– transferimi i energjisë nga një trup më i nxehtë në një trup më pak të nxehtë pa kryer punë.

Energjia e transferuar gjatë shkëmbimit të nxehtësisë quhet sasia e nxehtësisë.

Disa kohë pasi trupat vihen në kontakt, fitojnë të njëjtën shkallë nxehjeje, d.m.th. vijnë në një gjendje ekuilibri termik.

Ekuilibri termik- kjo është një gjendje e një sistemi trupash në kontakt termik në të cilin nuk ndodh shkëmbimi i nxehtësisë dhe të gjithë makroparametrat e trupave mbeten të pandryshuar nëse kushtet e jashtme nuk ndryshojnë.

Në këtë rast, dy parametra - vëllimi dhe presioni - mund të jenë të ndryshëm për trupa të ndryshëm të sistemit, dhe i treti, temperatura, në rastin e ekuilibrit termik është i njëjtë për të gjithë trupat e sistemit. Përcaktimi i temperaturës bazohet në këtë.

Një parametër fizik që është i njëjtë për të gjithë trupat e sistemit që janë në gjendje ekuilibri termik quhet temperatura këtë sistem.

Për shembull, sistemi përbëhet nga dy enë me gaz. Le t'i sjellim në kontakt. Vëllimi dhe presioni i gazit në to mund të jenë të ndryshme, por temperatura si rezultat i shkëmbimit të nxehtësisë do të bëhet e njëjtë.

2.Matja e temperaturës.

Për të matur temperaturën, përdoren instrumente fizike - termometra, në të cilët vlera e temperaturës gjykohet nga një ndryshim në çdo parametër.

Për të krijuar një termometër ju nevojiten:

Zgjidhni një substancë termometrike parametrat (karakteristikat) e së cilës ndryshojnë me ndryshimet e temperaturës (për shembull, merkuri, alkooli, etj.);

Zgjidhni një vlerë termometrike, d.m.th. një vlerë që ndryshon me temperaturën (për shembull, lartësia e kolonës së merkurit ose alkoolit, vlera e rezistencës elektrike, etj.);

Kalibroni termometrin, d.m.th. krijoni një shkallë në të cilën do të matet temperatura. Për ta bërë këtë, trupi termometrik vihet në kontakt termik me trupat temperaturat e të cilëve janë konstante. Për shembull, kur ndërtohet shkalla Celsius, temperatura e një përzierjeje uji dhe akulli në gjendje shkrirjeje merret në 00C, dhe temperatura e një përzierjeje të avullit të ujit dhe ujit në gjendje vlimi me presion 1. atm. - për 1000C. Pozicioni i kolonës së lëngshme shënohet në të dyja rastet, dhe më pas distanca midis shenjave që rezultojnë ndahet në 100 ndarje.

Gjatë matjes së temperaturës, termometri vihet në kontakt termik me trupin, temperatura e të cilit matet dhe pasi të vendoset ekuilibri termik (leximet e termometrit ndalojnë së ndryshuari), lexohet leximi i termometrit.

3. Ligjet eksperimentale të gazit.

Parametrat që përshkruajnë gjendjen e sistemit janë të ndërvarura. Është e vështirë të përcaktohet varësia e tre parametrave nga njëri-tjetri menjëherë, kështu që le ta thjeshtojmë pak detyrën. Le të shqyrtojmë proceset në të cilat

a) sasia e substancës (ose e masës) është konstante, d.m.th. ν=konst (m=konst);

b) vlera e njërit prej parametrave është fikse, d.m.th. Vazhdimisht ose presion, ose vëllim, ose temperaturë.

Procese të tilla quhen izoproceset.

1).Procesi izotermik ato. një proces që ndodh me të njëjtën sasi të substancës në një temperaturë konstante.

Eksploruar nga Boyle (1662) dhe Marriott (1676).

Skema eksperimentale e thjeshtuar është si më poshtë. Le të shqyrtojmë një enë me gaz, të mbyllur me një piston të lëvizshëm, mbi të cilin janë instaluar pesha për të balancuar presionin e gazit.

Përvoja ka treguar se produkti i presionit dhe vëllimi i një gazi në një temperaturë konstante është një vlerë konstante. Kjo do të thotë

PV= konst

Ligji Boyle-Mariotte.

Vëllimi V i një sasie të caktuar gazi ν në një temperaturë konstante t0 është në përpjesëtim të zhdrejtë me presionin e tij, d.m.th. . .

Grafikët e proceseve izotermike.

Një grafik i presionit kundrejt vëllimit në temperaturë konstante quhet izotermi. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e lartë është izotermia që shfaqet në grafik.

2).Procesi izobarik ato. një proces që ndodh me të njëjtën sasi të substancës në presion konstant.

Eksploruar nga Gay-Lussac (1802).

Diagrami i thjeshtuar është si më poshtë. Ena me gaz mbyllet me një piston të lëvizshëm mbi të cilin është instaluar një peshë që balancon presionin e gazit. Ena me gaz nxehet.

Përvoja ka treguar se kur një gaz nxehet me presion konstant, vëllimi i tij ndryshon sipas ligjit të mëposhtëm: ku V 0 është vëllimi i gazit në temperaturën t0 = 00C; V është vëllimi i gazit në temperaturën t0, α v është koeficienti i temperaturës së zgjerimit vëllimor,

Ligji i Gay-Lussac.

Vëllimi i një sasie të caktuar gazi në presion konstant varet në mënyrë lineare nga temperatura.

Grafikët e proceseve izobarike.

Një grafik i vëllimit të një gazi kundrejt temperaturës në presion konstant quhet izobar.

Nëse i ekstrapolojmë (vazhdojmë) izobaret në rajonin e temperaturave të ulëta, atëherë të gjitha do të konvergojnë në pikën që i përgjigjet temperaturës t0 = - 2730C.

3).Procesi izokorik, d.m.th. një proces që ndodh me të njëjtën sasi të substancës në një vëllim konstant.

Eksploruar nga Charles (1802).

Diagrami i thjeshtuar është si më poshtë. Enë me gaz mbyllet me një piston të lëvizshëm mbi të cilin vendosen pesha për të balancuar presionin e gazit. Ena nxehet.

Përvoja ka treguar se kur një gaz nxehet në një vëllim konstant, presioni i tij ndryshon sipas ligjit të mëposhtëm: ku P 0 është vëllimi i gazit në temperaturën t0 = 00C; P – vëllimi i gazit në temperaturën t0, α p – koeficienti i temperaturës së presionit,

Ligji i Charles.

Presioni i një sasie të caktuar gazi në vëllim konstant varet linearisht nga temperatura.

Një grafik i presionit të gazit kundrejt temperaturës në vëllim konstant quhet izokore.

Nëse i ekstrapolojmë (vazhdojmë) izokoret në rajonin e temperaturave të ulëta, atëherë të gjitha do të konvergojnë në pikën që i përgjigjet temperaturës t0 = - 2730C.

4. Shkalla termodinamike absolute.

Shkencëtari anglez Kelvin propozoi zhvendosjen e fillimit të shkallës së temperaturës në të majtë në 2730 dhe ta quante këtë pikë temperaturë zero absolute. Shkalla e shkallës së re është e njëjtë me shkallën e Celsiusit. Shkalla e re quhet shkalla Kelvin ose shkalla termodinamike absolute. Njësia matëse është kelvin.

Zero gradë Celsius korrespondon me 273 K. Temperatura në shkallën Kelvin përcaktohet me shkronjën T.

T= t0 C+ 273

t0 C= T– 273

Shkalla e re doli të ishte më e përshtatshme për regjistrimin e ligjeve të gazit.

temperatura është:

Fjalor Enciklopedik. 2009.

Koncepti i shkallës së temperaturës dhe temperaturës

Instrumentet për matjen e temperaturës

Leksioni nr.7

Sensorët e pozicionit të mekanizmit pa kontakt

Llojet më të zakonshme të sensorëve të pozicionit pa kontakt janë: induktiv, gjenerator, kallam magnetik dhe fotoelektronikë. Këta sensorë nuk kanë kontakt mekanik me objektin në lëvizje, pozicioni i të cilit kontrollohet.

Sensorët e pozicionit pa kontakt sigurojnë shpejtësi të lartë dhe frekuencë të lartë të aktivizimit të mekanizmit. Një disavantazh i caktuar i këtyre sensorëve është varësia e saktësisë së tyre nga ndryshimet në tensionin e furnizimit dhe temperaturën. Në varësi të kërkesave, pajisja dalëse e këtyre pajisjeve mund të jetë ose një element logjik pa kontakt ose një stafetë elektrike.

Në skemat e ndalimit të saktë për disqet elektrike, sensorët pa kontakt mund të përdoren si për të lëshuar një komandë për të kaluar në një shpejtësi të reduktuar, ashtu edhe për një ndalim përfundimtar.

Termoçift

Termometri rezistent

· Pirometër

Temperatura është një sasi që karakterizon gjendjen termike të një trupi. Sipas teorisë kinetike, temperatura përcaktohet si një masë e energjisë kinetike të lëvizjes përkthimore të molekulave. Prandaj, temperatura është një sasi statistikore e kushtëzuar drejtpërdrejt proporcionale me energjinë mesatare kinetike të molekulave të trupit.

“... matja e temperaturës nuk është vetë lëvizja, por natyra kaotike e kësaj lëvizjeje. Rastësia e gjendjes së një trupi përcakton gjendjen e tij të temperaturës, dhe kjo ide (e cila u zhvillua për herë të parë nga Boltzmann) se një gjendje e caktuar e temperaturës së një trupi nuk përcaktohet aspak nga energjia e lëvizjes, por nga rastësia e kësaj lëvizjeje. , është koncepti i ri në përshkrimin e dukurive të temperaturës që duhet të përdorim .." (P. L. Kapitsa)

Në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI), temperatura termodinamike është një nga shtatë njësitë bazë dhe shprehet në kelvin. Sasitë e përftuara SI, të cilat kanë një emër të veçantë, përfshijnë temperaturën Celsius, të matur në gradë Celsius. Në praktikë, gradë Celsius shpesh përdoret për shkak të lidhjes së tyre historike me karakteristikat e rëndësishme të ujit - pika e shkrirjes së akullit (0 ° C) dhe pika e vlimit (100 ° C).

t= T-T o (7.1),

ku T o =273,15 K;

t- temperatura në gradë Celsius;

T - temperatura në Kelvin.

Temperatura e shprehur në gradë Celsius shënohet "°C".

Për sa i përket madhësisë së njësisë së një sasie fizike, shkalla Celsius është e barabartë me Kelvin.

Temperatura matet duke përdorur instrumente matëse që përdorin veti të ndryshme termometrike të lëngjeve, gazeve dhe trupave të ngurtë. Instrumente të tilla matëse përfshijnë:

Termometra për zgjerim;

Termometra manometrikë;

Termometra rezistence me raporte ose ura;

Termoçift me milivoltmetra ose potenciometra;

Pirometrat e rrezatimit.

Temperatura matet me metoda kontakti (duke përdorur termometra me rezistencë, termometra manometrikë dhe termometra termoelektrikë) dhe pa kontakt (duke përdorur pirometra).

Gjërat për të mbajtur mend:

Saktësia më e lartë e matjeve të temperaturës arrihet duke përdorur metodat e matjes së kontaktit;

Metoda pa kontakt përdoret për matjen e temperaturave të larta, ku është e pamundur të matet duke përdorur metodat e kontaktit dhe nuk kërkohet saktësi e lartë.

Sistemi i matjes së temperaturës është një kombinim i një konverteri termometrik (sensori) dhe një pajisje matëse dytësore.

Transduktuesi termometrik është një transduktor matës i temperaturës i krijuar për të gjeneruar një sinjal informacioni matës në një formë të përshtatshme për transmetimin e konvertimit, përpunimit dhe/ose ruajtjes së mëtejshme, por jo i përshtatshëm për perceptimin e drejtpërdrejtë nga vëzhgimi.

Konvertuesit termometrikë përfshijnë:

Termometra rezistence;

Termometra termoelektrikë (termoçifte);

Teleskopi me pirometër rrezatimi.

Tabela 1

Një pajisje matës dytësore është një instrument matës që konverton sinjalin dalës të një konverteri termometrik në një vlerë numerike.

Ratiometrat, urat, milivoltmetrat dhe potenciometrat automatikë përdoren si instrumente matëse dytësore.

Metodat dhe mjetet teknike të matjes së temperaturës

1. Termometra me zgjerim dhe termometra me presion

Termometra xhami të lëngshëm.

Pajisjet më të vjetra për matjen e temperaturës - termometrat e qelqit të lëngshëm - përdorin vetinë termometrike të zgjerimit termik të trupave. Veprimi i termometrave bazohet në ndryshimin në koeficientët e zgjerimit termik të substancës termometrike dhe guaskës në të cilën ndodhet (xhami termometrik ose, më rrallë, kuarci).

Një termometër i lëngshëm përbëhet nga një shishe qelqi dhe një tub kapilar. Substanca termometrike mbush balonin dhe pjesërisht tubin kapilar. Hapësira e lirë në tubin kapilar është e mbushur me një gaz inert ose mund të jetë nën vakum. Pjesa e tubit kapilar që del përtej ndarjes së sipërme të peshores shërben për të mbrojtur termometrin nga dëmtimi për shkak të mbinxehjes së tepërt.

Merkuri kimikisht i pastër përdoret më shpesh si një substancë termometrike. Nuk lag xhamin dhe mbetet i lëngshëm në një gamë të gjerë temperaturash. Përveç merkurit, si lëndë termometrike në termometrat e qelqit përdoren edhe lëngje të tjera, kryesisht me origjinë organike. Për shembull: alkool metil dhe etilik, vajguri, pentani, tolueni, galiumi, amalgama e taliumit.

Përparësitë kryesore të termometrave të lëngshëm të qelqit janë lehtësia e përdorimit dhe saktësia mjaft e lartë e matjes edhe për termometrat e prodhuar në masë. Disavantazhet e termometrave të qelqit përfshijnë: dukshmërinë e dobët të shkallës (nëse nuk përdorni optikë speciale zmadhuese) dhe pamundësinë e regjistrimit automatik të leximeve, transmetimin e leximeve në një distancë dhe riparimin e tyre.

Termometrat e lëngshëm prej qelqi përdoren gjerësisht dhe janë në dispozicion në varietetet kryesore të mëposhtme:

1. zhivë teknike, me shkallë të ngulitur, me pjesën e poshtme të zhytur në mjedisin e matur, i drejtë dhe këndor;

2. Mërkuri laboratorik, shkop ose me peshore të ngulitur, i zhytur në mjedisin e matur deri në shenjën e temperaturës së matur, i drejtë, me diametër të jashtëm të vogël;

3. termometra të lëngshëm (jo merkuri); 4. saktësi e shtuar dhe termometra shembullorë me merkur;

5. Termometra me merkur me kontakt elektrik me një shkallë të ngulitur, me kontakte të ngjitura në tubin kapilar për thyerjen (ose mbylljen) e një qarku elektrik me një kolonë merkuri;

6. termometra të veçantë, duke përfshirë qëllime maksimale (mjekësore dhe të tjera), minimale, meteorologjike dhe qëllime të tjera.

Termometra manometrikë

Funksionimi i termometrave manometrikë bazohet në përdorimin e varësisë së presionit të një substance në vëllim konstant nga temperatura. Sistemi i mbyllur i matjes së një termometri manometrik përbëhet nga një element i ndjeshëm që ndjen temperaturën e mediumit që matet - një cilindër termik metalik, një element pune i një matës presioni që mat presionin në sistem dhe një kapilar metalik lidhës i gjatë. Kur ndryshon temperatura e mediumit që matet, presioni në sistem ndryshon, si rezultat i të cilit elementi ndijues lëviz gjilpërën ose stilolapsin përgjatë shkallës së matësit të presionit, të graduar në gradë të temperaturës.

Termometrat manometrikë ndahen në tre lloje kryesore:

1. lëng, në të cilin i gjithë sistemi matës (termocilindri, matësi i presionit dhe kapilari lidhës) është i mbushur me lëng;

2. kondensimi, në të cilin cilindri termik është i mbushur pjesërisht me një lëng me pikë vlimi të ulët dhe pjesërisht me avullin e tij të ngopur, dhe kapilarët lidhës dhe matësja e presionit janë të mbushura me avull të lëngshëm të ngopur ose, më shpesh, me një lëng të veçantë transferues. ;

3. gaz, në të cilin i gjithë sistemi matës është i mbushur me gaz inert.

Përparësitë e termometrave manometrikë janë thjeshtësia krahasuese e projektimit dhe përdorimit, mundësia e matjes së temperaturës në distancë dhe aftësia për të regjistruar automatikisht leximet. Disavantazhet e termometrave manometrikë përfshijnë: saktësi relativisht të ulët të matjes (klasa e saktësisë 1.6; 2.5; 4.0 dhe më rrallë 1.0); distancë e shkurtër për transmetimin në distancë të leximeve (jo më shumë se 60 metra) dhe vështirësi në riparim nëse sistemi matës është i shtypur.

Termometrat manometrikë nuk përdoren gjerësisht në termocentralet. Në inxhinierinë industriale të energjisë termike, ato janë më të zakonshme, veçanërisht në rastet kur, për shkak të kushteve të shpërthimit ose sigurisë nga zjarri, është e pamundur të përdoren metoda elektrike të matjes së temperaturës në distancë.

2. Termometra termoelektrikë

Për të matur temperaturën në metalurgji, termometrat termoelektrikë që funksionojnë në intervalin e temperaturës nga -200 në +2500 0C e lart përdoren më gjerësisht. Ky lloj pajisjeje karakterizohet nga saktësia dhe besueshmëria e lartë, aftësia për t'u përdorur në sisteme për kontrollin automatik dhe rregullimin e një parametri që përcakton në masë të madhe ecurinë e procesit teknologjik në njësitë metalurgjike.

Thelbi i metodës termoelektrike është shfaqja e një emf në një përcjellës, skajet e të cilit kanë temperatura të ndryshme. Për të matur EMF-në që rezulton, krahasohet me EMF-në e një përcjellësi tjetër, duke formuar një çift termoelektrik AB me të parin, në qarkun e të cilit do të rrjedhë rryma.

Termo-EMF i një çifti të caktuar varet vetëm nga temperatura t 1 dhe t 2 dhe nuk varet nga dimensionet e termoelektrodave (gjatësia, diametri), vlerat e përçueshmërisë termike dhe rezistenca elektrike.

Për të rritur ndjeshmërinë e metodës termoelektrike të matjes së temperaturës, në disa raste përdoret një termopil: disa termoçifte të lidhur në seri, skajet e punës të të cilave janë në një temperaturë t 2, të lirë në një temperaturë të njohur dhe konstante t 1.

Pajisja e termometrave termoelektrikë

Një termometër termoelektrik (TT) është një dhënës matës, elementi i ndjeshëm i të cilit (termoçifti) ndodhet në një pajisje të veçantë mbrojtëse, e cila mbron termoelektrodat nga dëmtimet mekanike dhe ekspozimi ndaj mjedisit të matur. Pajisjet përfshijnë një mbulesë mbrojtëse dhe një kokë, brenda së cilës ka një pajisje kontakti me kapëse për lidhjen e termoelektrodave me tela që kalojnë nga pajisja matëse në termometër. Termoelektrodat në të gjithë gjatësinë e tyre janë të izoluara nga njëra-tjetra dhe nga pajisjet mbrojtëse me tuba qeramike.

Teli me diametër 0,5 mm (metale fisnike) dhe deri në 3 mm (metale bazë) përdoret si termoelektroda. Kryqëzimi në skajin e punës të termoçiftit formohet me saldim, saldim ose përdredhje. Metoda e fundit përdoret për termoçiftet tungsten-renium dhe tungsten-molibden.

Termometra termoelektrikë standardë dhe jo standardë

Për matjet në metalurgji, CT me kalibrime standarde përdoren më gjerësisht: platin-rodium-platin (TPP), platin-rodium-platin-renium (TPR), kromel-alumel (TCA), kromel-pika (TCC), tungsten- renium tungsteni (TVR). Në disa raste përdoren edhe CT me kalibrim jo standard: bakër-konstantan, tungsten-molibden (TVR) etj.

Në kushtet e funksionimit afatgjatë në temperatura të larta dhe mjedise agresive, shfaqet paqëndrueshmëria e karakteristikës së kalibrimit, e cila është pasojë e një sërë arsyesh: kontaminimi i materialeve termoelektrodike me papastërti nga mbulesat mbrojtëse, izoluesit qeramikë dhe atmosfera e furrës; avullimi i një prej përbërësve të aliazhit; difuzion i ndërsjellë nëpër kryqëzim. Madhësia e devijimit mund të jetë e rëndësishme dhe rritet ndjeshëm me rritjen e temperaturës dhe kohëzgjatjes së funksionimit. Këto rrethana duhet të merren parasysh kur vlerësohet saktësia e matjeve të temperaturës në kushtet e prodhimit.

Verifikimi i TT teknik

Verifikimi CT zbret në përcaktimin e varësisë nga temperatura e termo-EMF dhe krahasimin e kalibrimit që rezulton me vlerat standarde.

Diplomimi kryhet duke përdorur dy metoda: me pika konstante ose krahasime.

Kalibrimi duke përdorur pika konstante (referenci) është më i sakti dhe përdoret për termoçiftet standarde. Termoelementi që do të verifikohet vendoset në një kavanoz me metal të pastërtisë së lartë të instaluar në një furrë dhe zona në kurbën e ndryshimit termo-EMF regjistrohet ndërsa temperatura e metalit rritet ose ulet. Kjo zonë korrespondon me temperaturën e shkrirjes ose të kristalizimit të metalit dhe është më e preferueshme të kalibrohet sipas pikës së kristalizimit. Si metale referente përdoren ari, paladiumi, platini etj.

Metoda e krahasimit përdoret për të kalibruar termoçiftet standarde të klasit të dytë dhe CT teknike. Ai konsiston në matjen e drejtpërdrejtë të termo-EMF të një termoelementi të kalibruar në një temperaturë konstante të skajeve të lira t 0 = 0 0C dhe temperatura të ndryshme t 2 të kryqëzimit të punës, kjo e fundit përcaktohet duke përdorur një termometër standard. Matjet termike të EMF kryhen duke përdorur një potenciometër portativ me një saktësi matjeje (leximi) jo më të keqe se 0,1 mV. Numërimi mbrapsht kryhet pas 10 minutash ekspozimi në këtë temperaturë.

Matja e termo-EMF me kompensim

Matja e termo-EMF e një termoçifti drejtpërdrejt, duke matur rrymën në një qark të rezistencës konstante, duke përdorur një milivoltmetër, mund të bëhet relativisht thjesht. Megjithatë, kjo metodë ka një sërë disavantazhesh që krijojnë gabime shtesë, të cilat në shumicën e rasteve nuk lejojnë marrjen e saktësisë së lartë të matjes.

Në teknologjinë e matjes, përveç metodave të matjes direkte, njihen metodat e kompensimit ose metodat e kontrastimit (krahasimit) të një sasie të panjohur me një sasi të njohur. Metodat e kompensimit lejojnë matje më të sakta, megjithëse jo gjithmonë aq të lehta sa matjet e drejtpërdrejta.

Avantazhi kryesor i matjes kompensuese termo-EMF, krahasuar me matjen direkte duke përdorur një milivoltmetër, është se në momentin e matjes, rryma në qarkun e termoçiftit është 0. Kjo do të thotë se vlera e rezistencës së qarkut të jashtëm nuk ka rëndësi. : nuk është i nevojshëm rregullimi i rezistencës së qarkut të jashtëm, nuk ka nevojë të shqetësoheni për ndikimin e temperaturës së ambientit në qarkun e jashtëm.

Potenciometra automatikë

Potenciometrat automatikë përdoren për matjet e kompensimit të termo-EMF pa manipulime manuale tipike për potenciometrat joautomatikë. Në këtë të fundit, manipulimet manuale pas standardizimit të rrymës reduktohen në nevojën e mëposhtme për të lëvizur motorin rrëshqitës derisa gjilpëra e galvanometrit të arrijë zero. Në këtë rast, motori lëviz në një drejtim shumë specifik.

Qarku matës i një potenciometri automatik, në parim, nuk ndryshon nga qarku i një potenciometri joautomatik.

Qarku ka tre burime tensioni (bateria B, elementi normal NE dhe termoçifti T) dhe tre qarqe. Qarku i baterisë është bërë në formën e një ure: diagonalja BD furnizohet me energji, dhe diagonalja CA është e lidhur me qarkun e termoçiftit. Qarku i elementit normal lidhet me krahun CD të qarkut të kompensimit. Duke përdorur çelësin P, përforcuesi elektronik i EC (përfshirë transduktorin e dridhjeve) lidhet me qarkun e termoçiftit ose me qarkun e elementit normal. Kur qarku i elementit normal është i ndezur, futet një rezistencë shunt R1, paralel me amplifikatorin elektronik, pasi në këtë rast madhësia e tensionit të çekuilibrit është shumë më e madhe se kur qarku i termoelementit është i ndezur.

Potenciometrat automatikë elektronikë quhen ndonjëherë pajisje me balancim të vazhdueshëm, pasi çekuilibri matet këtu me një frekuencë të rrymës alternative prej 50 Hz.

3. Termometra me rezistencë elektrike

Në praktikën metalurgjike, termometrat e rezistencës (RT) përdoren për të matur temperaturat deri në 6500C, parimi i funksionimit të të cilave bazohet në varësinë e rezistencës elektrike të një lënde nga temperatura. Duke ditur këtë varësi, temperatura e mjedisit në të cilin është zhytur gjykohet nga ndryshimi i vlerës së rezistencës së termometrit. Parametri i daljes së pajisjes është një sasi elektrike që mund të matet me saktësi shumë të lartë (deri në 0,020C), të transmetohet në distanca të gjata dhe të përdoret drejtpërdrejt në sistemet e kontrollit dhe rregullimit automatik.

Metalet e pastra përdoren si materiale për prodhimin e elementeve të ndjeshme të automjetit: platini, bakri, nikeli, hekuri dhe gjysmëpërçuesit.

Lloji i funksionit R = f(t) varet nga natyra e materialit dhe mund të shkruhet si një ekuacion linear R = R 0 (1 + at), ku a është koeficienti i temperaturës së rezistencës, t është temperatura.

Rezistenca e gjysmëpërçuesve zvogëlohet ndjeshëm me rritjen e temperaturës, d.m.th. ata kanë një koeficient negativ të rezistencës së temperaturës pothuajse një renditje madhësie më të madhe se ajo e metaleve. Termometrat e rezistencës gjysmëpërçuese (SRT) përdoren kryesisht për të matur temperaturat e ulëta.

Përparësitë e TSPP janë dimensionet e vogla, inercia e ulët dhe koeficienti i lartë. Sidoqoftë, ato gjithashtu kanë disavantazhe të rëndësishme:

1) natyra jolineare e varësisë së rezistencës nga temperatura;

2) mungesa e riprodhueshmërisë së karakteristikave të përbërjes dhe kalibrimit, e cila përjashton këmbyeshmërinë e automjeteve individuale të këtij lloji. Kjo çon në lirimin e TSPP me diplomim individual.

Llojet dhe dizajnet e automjeteve

Për zgjidhjen e problemeve të ndryshme, automjetet ndahen në referencë, shembullore dhe punuese, të cilat nga ana e tyre ndahen në laboratorike dhe teknike.

Në varësi të qëllimit dhe dizajnit të tyre, mjetet teknike ndahen në: zhytëse, sipërfaqësore dhe të brendshme; të mbrojtura dhe jo të mbrojtura nga mjediset agresive; të palëvizshme dhe të lëvizshme; termometra të klasave 1, 2 dhe 3 të saktësisë, etj. Termometri përbëhet nga një element i ndjeshëm i vendosur në një kuti mbrojtëse çeliku, mbi të cilën është ngjitur një pajisje. Telat e përforcuar me rruaza porcelani lidhin terminalet e elementit ndijor me një bllok terminali të vendosur në kutinë e kokës. Koka është e mbyllur në krye me një kapak, në fund ka një hyrje të gjëndrës përmes së cilës furnizohet kablloja e instalimit. Kur matni temperaturën e mediave me presion të lartë, një mëngë speciale mbrojtëse (montuese) është instaluar në kapakun e automjetit.

Elementi i ndjeshëm i automjetit është prej teli të hollë metalik me kornizë pa induksion ose mbështjellje pa kornizë. Shumë më pak të zakonshëm në praktikën metalurgjike janë termometrat e rezistencës gjysmëpërçuese (SRTC) për matjen e temperaturave nga -90 në +180 0C. Përdoren në reletë termike, rregullatorë të temperaturës së ulët që sigurojnë stabilizim me precizion të lartë të elementeve të ndjeshme të analizatorëve të gazit, kromatografëve, strehëve të pirometrit, elektrodave të instalimeve termoelektrike për analiza të shprehura të përbërjes metalike, etj.

Çfarë është temperatura?

Çfarë është temperatura? (përkufizimi dhe shpjegimi nëse është e mundur)

Sapienti u ul

Nga lat. Temperatura - gjendje normale
Temperatura është një sasi fizike që karakterizon energjinë mesatare kinetike të grimcave të një sistemi makroskopik në një gjendje ekuilibri termodinamik. Në një gjendje ekuilibri, temperatura ka të njëjtën vlerë për të gjitha pjesët makroskopike të sistemit.
Për të matur temperaturën, zgjidhet një parametër i caktuar termodinamik i substancës termometrike. Një ndryshim në këtë parametër shoqërohet qartë me një ndryshim në temperaturë.

Bulat 1

Temperatura (nga latinishtja temperatura - përzierja e duhur, gjendja normale) është një sasi fizike që përafërsisht karakterizon energjinë mesatare kinetike të grimcave të një sistemi makroskopik për një shkallë lirie, e cila është në një gjendje ekuilibri termodinamik. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Temperature).
Në thelb, temperatura është një masë e energjisë kinetike të molekulave.
Ek = 3/2 * k*T, ku Ek është energjia mesatare kinetike e molekulave, k është konstanta e Boltzmann = 1,38 * 10^-23 J/K, T është temperatura (në gradë Kelvin).
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boltzmann_constant
Në një përkufizim më të përgjithshëm termodinamik: temperatura është reciproke e ndryshimit të entropisë (shkallës së çrregullimit) të një sistemi kur një sasi njësi nxehtësie i shtohet sistemit: 1/T = ΔS/ΔQ.

kjo është shpejtësia e lëvizjes së molekulave dhe gjithashtu me kusht që të mund të zbulohet në rrezen infra të kuqe të spektrit të rrezatimit të valëve elektromagnetike.
Prandaj, temperatura në një lartësi prej 1000 km nga Toka është mijëra gradë Celsius, por atje nuk ndihet për shkak të atmosferës së rrallë.

Kjo është energjia e lëvizjes mikroskopike kaotike për shkallë lirie.
Çështja është se lëvizja kaotike përhapet përfundimisht në të gjitha "shkallët e lirisë", domethënë në të gjitha mënyrat e mundshme të lëvizjes. Për shembull, nëse një molekulë mund të lëvizë në tre drejtime dhe të rrotullohet në tre drejtime, atëherë me kalimin e kohës energjia do të shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjashtë lëvizjet.
Nëse një molekulë mund të dridhet si një burim, atëherë energjia do të depërtojë në këtë lëvizje. Nëse një molekulë mund të lëshojë fotone, atëherë kaosi do të depërtojë edhe atje - molekula do të fillojë të lëshojë fotone në mënyrë kaotike.
Përfundimisht, kur gjithçka qetësohet, të gjitha format e mundshme të lëvizjes përfshihen në mënyrë të barabartë - ky quhet "ekuilibri termodinamik". Në këtë gjendje, sa energji bie në një shkallë (dhe çdo shkallë përbën të njëjtën sasi energjie) quhet "temperaturë". Vetëm, për të kthyer nga joule në gradë, ju duhet gjithashtu të pjesëtoni me konstantën e Boltzmann-it.
Nëse dy substanca, molekulat e të cilave kanë numër të ndryshëm të shkallës së lirisë, furnizohen me të njëjtën sasi energjie, atëherë substanca me më shumë shkallë lirie do të jetë më e ftohtë. Nxehtësia rrjedh nga më e nxehtë në më të ftohtë, prandaj, aty ku ka më shumë shkallë lirie, energjia drejtohet atje.

Anatoli Khapilin

Kjo është një masë e kushtëzuar për përcaktimin e shkallës së ngacmimit të plazmës akasha rreth planetit, e cila nga ana tjetër lëviz molekulat e strukturave në vendin e ngacmimit të saj. Për shembull, zjarri, si një element i materies eterike, është më energjik se elementët fizikë, dhe për këtë arsye, ai ngacmon në nivel lokal një plazmë që përshkon gjithçka dhe këdo, si dhe hapësirën në një strukturë që, për shembull, duhet të digjet, dhe fillon të shkatërrojë strukturat e lidhjeve elektronike. Sa më e dobët kjo e fundit, aq më shpejt do të shembet kjo strukturë. Dhe sa më e lartë të jetë shkalla e ngacmimit të plazmës gjatë djegies, për shembull, të një gazi, aq më energjik është. Më shumë detaje në burim.

Evgeniy Dyubailo

Temperatura është një sasi fizike që karakterizon energjinë mesatare kinetike të grimcave të një sistemi makroskopik në një gjendje ekuilibri termodinamik.
E thënë thjesht, temperatura është një masë e energjisë

Përkufizimi termodinamik

Historia e qasjes termodinamike

Fjala "temperaturë" lindi në ato ditë kur njerëzit besonin se trupat më të nxehtë përmbanin një sasi më të madhe të një substance të veçantë - kalorike, sesa ato më pak të ndezura. Prandaj, temperatura u perceptua si forca e një përzierjeje të lëndës trupore dhe kalorive. Për këtë arsye, njësitë matëse për forcën e pijeve alkoolike dhe temperaturës quhen të njëjta - gradë.

Përcaktimi i temperaturës në fizikën statistikore

Instrumentet matëse të temperaturës shpesh janë të kalibruar në shkallë relative - Celsius ose Fahrenheit.

Në praktikë matet edhe temperatura

Termometri praktik më i saktë është termometri i rezistencës së platinit. Janë zhvilluar metodat më të fundit për matjen e temperaturës, bazuar në matjen e parametrave të rrezatimit lazer.

Njësitë e temperaturës dhe shkalla

Meqenëse temperatura është energjia kinetike e molekulave, është e qartë se është më e natyrshme të matet ajo në njësi energjie (d.m.th., në sistemin SI në joule). Megjithatë, matja e temperaturës filloi shumë kohë përpara krijimit të teorisë kinetike molekulare, kështu që shkallët praktike matin temperaturën në njësi konvencionale - gradë.

Temperatura absolute. Shkalla e temperaturës Kelvin

Koncepti i temperaturës absolute u prezantua nga W. Thomson (Kelvin), dhe për këtë arsye shkalla e temperaturës absolute quhet shkalla e Kelvinit ose shkalla e temperaturës termodinamike. Njësia e temperaturës absolute është kelvin (K).

Shkalla e temperaturës absolute quhet sepse masa e gjendjes bazë të kufirit të poshtëm të temperaturës është zero absolute, domethënë temperatura më e ulët e mundshme në të cilën në parim është e pamundur të nxirret energji termike nga një substancë.

Zero absolute përcaktohet si 0 K, e cila është e barabartë me -273,15 °C.

Shkalla e temperaturës Kelvin është një shkallë që fillon në zero absolute.

Me rëndësi të madhe është zhvillimi, bazuar në shkallën termodinamike Kelvin, i shkallëve praktike ndërkombëtare të bazuara në pika referimi - kalime fazore të substancave të pastra të përcaktuara me metodat e termometrisë parësore. Shkalla e parë ndërkombëtare e temperaturës u miratua në 1927 nga ITS-27. Që nga viti 1927, shkalla është ripërcaktuar disa herë (MTSh-48, MPTS-68, MTSh-90): temperaturat e referencës dhe metodat e interpolimit kanë ndryshuar, por parimi mbetet i njëjtë - baza e shkallës është një grup tranzicionesh fazore të substancave të pastra me vlera të caktuara të temperaturave termodinamike dhe instrumenteve të interpolimit të kalibruar në këto pika. Shkalla ITS-90 është aktualisht në fuqi. Dokumenti kryesor (Rregullorja mbi shkallën) përcakton përkufizimin e Kelvinit, vlerat e temperaturave të tranzicionit fazor (pikat e referencës) dhe metodat e interpolimit.

Shkallët e temperaturës të përdorura në jetën e përditshme - si Celsius ashtu edhe Fahrenheit (që përdoren kryesisht në SHBA) - nuk janë absolute dhe për këtë arsye të papërshtatshme kur kryhen eksperimente në kushte ku temperatura bie nën pikën e ngrirjes së ujit, prandaj temperatura duhet të shprehet numër negativ. Për raste të tilla, u prezantuan shkallët e temperaturës absolute.

Njëra quhet shkalla Rankine, dhe tjetra quhet shkalla termodinamike absolute (shkalla Kelvin); temperaturat e tyre maten respektivisht në gradë Rankine (°Ra) dhe kelvin (K). Të dy shkallët fillojnë në temperaturën zero absolute. Ato ndryshojnë në atë që çmimi i një ndarjeje në shkallën Kelvin është i barabartë me çmimin e një ndarjeje në shkallën Celsius, dhe çmimi i një ndarjeje në shkallën Rankine është i barabartë me çmimin e ndarjes së termometrave me shkallën Fahrenheit. Pika e ngrirjes së ujit në presionin standard atmosferik korrespondon me 273,15 K, 0 °C, 32 °F.

Shkalla e Kelvinit është e lidhur me pikën e trefishtë të ujit (273,16 K), dhe konstanta e Boltzmann-it varet nga ajo. Kjo krijon probleme me saktësinë e interpretimit të matjeve të temperaturës së lartë. BIPM tani po shqyrton mundësinë e kalimit në një përkufizim të ri të Kelvin dhe fiksimin e konstantës së Boltzmann-it, në vend që t'i referohet temperaturës së pikës së trefishtë. .

Celsius

Në teknologji, mjekësi, meteorologji dhe në jetën e përditshme, përdoret shkalla Celsius, në të cilën temperatura e pikës së trefishtë të ujit është 0,008 °C, dhe, për rrjedhojë, pika e ngrirjes së ujit në një presion prej 1 atm është 0 ° C. Aktualisht, shkalla Celsius përcaktohet përmes shkallës Kelvin: çmimi i një ndarjeje në shkallën Celsius është i barabartë me çmimin e një ndarjeje në shkallën Kelvin, t(°C) = T(K) - 273,15. Kështu, pika e vlimit të ujit, e zgjedhur fillimisht nga Celsius si një pikë referimi prej 100 °C, ka humbur rëndësinë e saj dhe vlerësimet moderne e vendosin pikën e vlimit të ujit në presion normal atmosferik në rreth 99,975 °C shumë i përshtatshëm, pasi uji është shumë i përhapur në planetin tonë dhe jeta jonë bazohet në të. Zero Celsius është një pikë e veçantë për meteorologjinë sepse shoqërohet me ngrirjen e ujit atmosferik. Shkalla u propozua nga Anders Celsius në 1742.

Fahrenheit

Në Angli dhe veçanërisht në SHBA përdoret shkalla Fahrenheit. Zero gradë Celsius është 32 gradë Fahrenheit, dhe 100 gradë Celsius është 212 gradë Fahrenheit.

Përkufizimi aktual i shkallës Fahrenheit është si vijon: është një shkallë e temperaturës në të cilën 1 gradë (1 °F) është e barabartë me 1/180 e diferencës midis pikës së vlimit të ujit dhe temperaturës së shkrirjes së akullit në presionin atmosferik, dhe pika e shkrirjes së akullit është +32 °F. Temperatura në shkallën Fahrenheit lidhet me temperaturën në shkallën Celsius (t °C) me raportin t °C = 5/9 (t °F - 32), t °F = 9/5 t °C + 32. Propozuar nga G. Fahrenheit në 1724 vit.

Shkalla Reaumur

Tranzicione nga shkallë të ndryshme

Krahasimi i shkallëve të temperaturës

¹ Temperatura mesatare normale e trupit të njeriut është 36,6 °C ±0,7 °C ose 98,2 °F ±1,3 °F. Vlera e cituar zakonisht prej 98,6°F është një konvertim i saktë në vlerën Fahrenheit të shekullit të 19-të gjermane prej 37°C. Megjithatë, kjo vlerë nuk është brenda intervalit të temperaturës mesatare normale të trupit të njeriut, pasi temperatura e pjesëve të ndryshme të trupit është e ndryshme.

Disa vlera në këtë tabelë janë të rrumbullakosura.

Karakteristikat e kalimeve fazore

Për të përshkruar pikat e kalimit fazor të substancave të ndryshme, përdoren vlerat e mëposhtme të temperaturës:

• Temperatura e pjekjes
• Temperatura e sinterizimit
• Temperatura e sintezës
• Temperatura e ajrit
• Temperatura e tokës
• Temperatura homologe
• Temperatura Debye (Temperatura karakteristike)

Shiko gjithashtu

Shënime

Letërsia

• Spassky B.I. Historia e fizikës Pjesa I. - Moskë: "Shkolla e Lartë", 1977.
• Sivukhin D.V. Termodinamika dhe fizika molekulare. - Moskë: "Shkenca", 1990.