hoe een constant volume -gasthermometer werkt

Een constant volume -gasthermometer is een apparaat dat wordt gebruikt om de temperatuur te meten op basis van de relatie tussen de druk en de temperatuur van een gas bij een constant volume. Hier is hoe het werkt:

1. De setup: De thermometer bestaat uit een bol gevuld met een gas (meestal helium of waterstof), verbonden met een drukmeter door een capillaire buis. De lamp is ondergedompeld in het medium waarvan u de temperatuur wilt meten. Het volume van het gas in de bol wordt constant gehouden door de hoogte van een kolom kwik in een manometer aangesloten op het systeem aan te passen.

2. Het principe: Het principe achter deze thermometer is gebaseerd op de wet van Gay-Lussac , waarin staat dat de druk van een gas recht evenredig is met zijn absolute temperatuur wanneer het volume constant wordt gehouden. Dit kan worden geschreven als:

P/t =constant

Waar:

* P =druk van het gas

* T =absolute temperatuur (kelvin)

3. Meting:

* Eerste punt: De lamp wordt eerst ondergedompeld in een referentiebad met bekende temperatuur (meestal het drievoudige waterpunt, 273,16 K). De druk van het gas wordt gemeten.

* Onbekende temperatuur: De bol wordt vervolgens ondergedompeld in het medium waarvan u de temperatuur wilt meten. De druk van het gas wordt opnieuw gemeten.

* Berekening: Omdat het volume constant is, is de verhouding van de drukken recht evenredig met de verhouding van de temperaturen:

P1/T1 =P2/T2

Waar:

* P1 =druk bij de referentietemperatuur

* T1 =referentietemperatuur

* P2 =druk bij de onbekende temperatuur

* T2 =onbekende temperatuur

Oplost voor T2, krijgen we:

T2 =(P2/P1) * T1

4. Voordelen:

* Hoge precisie: Constant volume -gasthermometers zijn zeer nauwkeurig vanwege de directe evenredigheid tussen druk en temperatuur.

* breed temperatuurbereik: Deze thermometers kunnen worden gebruikt om de temperatuur over een breed bereik te meten, van zeer lage temperaturen (dicht bij absolute nul) tot hoge temperaturen.

5. Nadelen:

* tijdrovend: Het bereiken van een evenwicht tussen de lamp en het medium kan lang duren, waardoor het meetproces langzaam wordt.

* omvangrijk en complex: Het apparaat kan omvangrijk en complex zijn, waardoor zorgvuldige kalibratie en hantering nodig is.

Samenvattend, Een constant volume -gasthermometer meet de temperatuur door de relatie tussen druk en temperatuur van een gas bij constant volume te benutten. Deze methode is zeer nauwkeurig en heeft een breed temperatuurbereik, maar het is ook tijdrovend en vereist een complexe opstelling.