1. 2. Електричні методи вимірювання температури

Вимірювання теператури можна виконувати ще за допомогою інших, ніж газовий термометр, приладів. Розглянемо два методи, які використовують у вакуумній техніці.

1. 2. 1 Метод електричного опору

Відомо, що електричний опір металів зростає при збільшенні температури нагрівання і формула, яка показує цю залежність, є такою:

, (1.2)

де – опір при температурі t С; – опір при 0 С; і – температурні коефіцієнти опору, вони визначені експериментально і наводяться в довідниках, як і значення величини для різних металів. На використанні залежності електричного опору металів від температури побудовані манометричні прилади(манометри опору) для вимірювання низьких тисків у вакуумних системах.

1. 2. 2. Термопарний метод

Цей метод базується на використанні термопари. Термопарою називають два дротики з різних металів, що сукупно зварені з одного кінця і вільні з іншого.

Експериментально відомо, що при нагріванні спаю на вільних кінцях термопари виникає електрорушійна сила, величина якої пропорційна різниці температур нагрітого спаю і вільних кінців, тому її називають термоелектрорушійною силою(Т.Е.Р.С.). Якщо точно знати температуру вільних кінців, то, вимірюючи Т.Е.Р.С., можна точно визначити температуру спаю.

На використанні вимірювань температури нагрітого тіла за допомогою термопари у вакуумній техніці визначають тиск газу при низькому ступені вакууму. Термопари можуть бути вибрані такі: чиста платина і сплав платини з 10% родію – ця термопара дає Т.Е.Р.С. приблизно 1 мВ при різниці температур 100 С; пара: хромель– сплав(10%Сr + 90% Ni ) і алюмель– сплав(4%Al +96% Ni ) – створює Т.Е.Р.С. приблизно 5 мВ при наведеній різниці температур.

1. 3. Поняття “газ” і “пара”

Газ - це стан речовини. Відомо, що перехід речовини з одного стану в інший визначається його температурою відносно критичної температури, тобто температури, вище якої речовина завжди буде знаходитися тільки у газоподібному стані. Газоподібна речовина називається газом, якщо її температура вище критичної, і називається парою, якщо її температура не перебільшує критичну.

Наприклад, азот має критичну температуру -147 С. Якщо азот матиме температуру вищу за –147 С, то він завжди буде газом. Або якщо залізо має температуру меншу ніж 3700 С (критична температура), то навколо нього завжди буде присутня його пара. Отже при кімнатній температурі навколо будь-яких твердих речовин (металів) завжди присутня їх пара.

1. 4. Закони ідеальних газів

Гази, в яких не враховується інша взаємодія між молекулами, ніж зіткнення, називаються ідеальними. Залежності між параметрами, що характеризують газ при зміні станів, були встановлені за допомогою експериментів ще в XVI ст .

1.4.1. Закон Бойля–Маріотта

Якщо температура і маса газу залишаються незмінними, то в будь-якому стані добуток тиску газу на на його об’єм є величиною також постійною:

(1.3)

Цей закон ще називають ізотермічним, тобто таким, що відображує зміни в газі, які відбуваються при постійній температурі. Крива залежності є гіперболою і таким чином можна записати, що в будь-якому стані буде .