komponenter:
* glödlampa: En behållare fylld med en gas, vanligtvis en ädel gas som helium eller argon, eftersom de är inerta och uppför sig mer idealiskt.
* konstant volymkammare: En kammare som upprätthåller en konstant volym av gasen.
* Tryckmätningsanordning: Vanligtvis en manometer, som mäter gasens tryck.
* Temperaturmätningsanordning: Vanligtvis en termometer för att mäta temperaturen i den omgivande miljön.
Hur det fungerar:
1. konstant volym: Volymen på gasen i konstant volymkammare hålls konstant genom att justera glödlampans volym. Detta säkerställer att eventuella tryckförändringar endast beror på temperaturvariationer.
2. Temperaturförändring: När miljöens temperatur förändras förändras också gasens temperatur i glödlampan.
3. Tryckvariation: När gasens temperatur förändras förändras trycket proportionellt.
4. Tryckmätning: Manometern mäter gasens tryck i den ständiga volymkammaren.
5. Temperaturberäkning: Tryckavläsningen används för att beräkna temperaturen på gasen med den ideala gaslagen: p₁v₁/t₁ =p₂v₂/t₂ . Eftersom volymen (v) är konstant förenklar ekvationen till p₁/t₁ =p₂/t₂ .
6. Kalibrering: Termometern är kalibrerad vid två kända fasta punkter, såsom fryspunkten och kokpunkten för vatten. Detta möjliggör ett exakt samband mellan tryck och temperatur.
Fördelar:
* hög precision: Gastermometrar kan mäta temperaturen med hög noggrannhet, särskilt vid låga temperaturer.
* Brett temperaturområde: De kan användas över ett brett spektrum av temperaturer, från kryogena till höga temperaturer.
* Oberoende av materialegenskaper: Driften av en gastermometer är baserad på den ideala gaslagen, som är oberoende av den specifika gasen som används eller glödlampans material.
Begränsningar:
* långsam responstid: Gastermometrar är relativt långsamma för att svara på temperaturförändringar på grund av gasens termiska tröghet.
* skrymmande och bräckligt: De kan vara skrymmande och bräckliga, vilket gör dem olämpliga för vissa applikationer.
* Idealiskt gasantagande: Den ideala gaslagen är en tillnärmning, och verkliga gaser avviker från idealiskt beteende vid höga tryck och låga temperaturer.
Applikationer:
* Scientific Research: Används i laboratorier för exakta temperaturmätningar i experiment.
* kalibrering av andra termometrar: Används som standard för att kalibrera andra termometrar, såsom vätskeglas-termometrar.
* Temperaturstandarder: Gastermometrar används ofta för att definiera och upprätthålla temperaturskalor.
Sammantaget ger en volymgastermometer en pålitlig och exakt metod för att mäta temperatur baserat på förhållandet mellan volym, tryck och temperatur för en idealisk gas.
