En konstant volymgastermometer är en anordning som använder förhållandet mellan trycket och temperaturen på en idealisk gas vid konstant volym för att mäta temperaturen. Detta förhållande beskrivs av Gay-Lussacs lag , som säger att trycket på en gas vid konstant volym är direkt proportionell mot dess absoluta temperatur.
Så här fungerar det:
1. Inställningen: Termometern består av en glödlampa fylld med en känd mängd gas (vanligtvis helium eller väte) ansluten till en tryckmätare och en mekanism för att justera volymen. Glödlampan placeras i ett termiskt bad och volymen hålls konstant.
2. Tryckmätning: När temperaturen på det termiska badet förändras förändras också gasens tryck i glödlampan. Tryckmätaren mäter exakt dessa tryckvariationer.
3. Temperaturberäkning: Tryckförändringen är direkt proportionell mot temperaturförändringen. Genom att känna till det initiala trycket och temperaturen på gasen kan temperaturen beräknas med formeln:
t =(p / p0) * t0
Där:
* t är den okända temperaturen
* p är trycket vid den okända temperaturen
* p0 är trycket vid en känd temperatur (vanligtvis ispunkten)
* t0 är den kända temperaturen (vanligtvis ispunkten, som är 273,15 K)
Fördelar med konstant volymgastermometrar:
* hög precision: De är kända för sin höga noggrannhet och precision vid temperaturmätning, särskilt vid låga temperaturer.
* kalibrering: De kan användas för att kalibrera andra termometrar, inklusive de som förlitar sig på olika fysiska egenskaper.
* Idealiskt gasbeteende: De är baserade på beteendet hos en idealisk gas, som är oberoende av den specifika gasen som används.
Nackdelar med konstant volymgastermometrar:
* Komplex design: De är mer komplexa att bygga och driva jämfört med andra termometrar.
* långsamt svar: Termometerns svar på temperaturförändringar kan vara långsamt, särskilt vid låga temperaturer.
* Limited Range: Deras intervall är vanligtvis begränsat till låga temperaturer.
Applikationer av konstant volymgastermometrar:
* Kalibrera andra termometrar
* Mätningstemperaturer i vetenskaplig forskning
* Bestämma trippelpunkten för vatten
Medan konstant volymgastermometrar inte vanligtvis används i vardagen, förblir de viktiga i det vetenskapliga samfundet för att uppnå mycket exakta temperaturmätningar. De fungerar som den standard som andra termometrar är kalibrerade, vilket säkerställer noggrannhet och tillförlitlighet inom vetenskaplig forskning och industri.
