일정한 부피 가스 온도계가 작동하는 방법
일정한 부피 가스 온도계는 일정한 부피에서 가스의 압력과 온도 사이의 관계에 기초하여 온도를 측정하는 데 사용되는 장치입니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.
1. 설정 : 온도계는 모세관을 통해 압력 게이지에 연결된 가스 (일반적으로 헬륨 또는 수소)로 채워진 전구로 구성됩니다. 전구는 온도를 측정하려는 배지에 담겨 있습니다. 전구 내 가스의 부피는 시스템에 연결된 압력계에서 수은 기둥의 높이를 조정하여 일정하게 유지됩니다.
2. 원리 : 이 온도계의 원칙은 gay-lussac의 법칙에 의존합니다 , 이는 가스의 압력이 부피가 일정하게 유지 될 때 절대 온도에 직접 비례한다고 말합니다. 이것은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
p/t =상수
어디:
* p =가스 압력
* t =절대 온도 (켈빈)
3. 측정 :
* 초기 포인트 : 전구는 먼저 알려진 온도 (보통 물의 트리플 포인트, 273.16 k)의 기준 욕조에 침지됩니다. 가스의 압력이 측정됩니다.
* 알 수없는 온도 : 그런 다음 전구는 온도를 측정하려는 배지에 담그고 있습니다. 가스의 압력은 다시 측정됩니다.
* 계산 : 부피가 일정하므로 압력의 비율은 온도의 비율에 직접 비례합니다.
P1/T1 =P2/T2
어디:
* p1 =기준 온도에서의 압력
* T1 =기준 온도
* p2 =알려지지 않은 온도에서의 압력
* T2 =알 수없는 온도
T2에 대한 해결, 우리는 다음을 얻습니다.
T2 =(P2/P1) * T1
4. 장점 :
* 높은 정밀도 : 일정한 부피 가스 온도계는 압력과 온도 사이의 직접 비례로 인해 매우 정확합니다.
* 넓은 온도 범위 : 이 온도계는 매우 저온 (절대 0에 가까운)에서 고온에 이르기까지 광범위한 온도를 측정하는 데 사용될 수 있습니다.
5. 단점 :
* 시간 소모 : 전구와 배지 사이의 평형에 도달하는 데 시간이 오래 걸리므로 측정 과정이 느려집니다.
* 부피가 크고 복잡 : 장치는 부피가 크고 복잡하여 신중한 교정 및 취급이 필요할 수 있습니다.
요약하면, 일정한 부피 가스 온도계는 일정한 부피에서 가스의 압력과 온도 사이의 관계를 활용하여 온도를 측정합니다. 이 방법은 매우 정확하고 온도 범위가 넓지 만 시간이 많이 걸리며 복잡한 설정이 필요합니다.
