§2 Термоскоп және температуралық нүктелер
1.Термоскоп. А және В денелерінің температураларының бірдей немесе әртүрлі екендігін анықтау үшін оларды жылулық жанастыру міндетті емес. Ол үшін осы екі денемен кезек-кезек жанастыруға болатын үшінші С денесін қолдануға болады. Бұл әдіс А және В денелері бір бірімен химиялық реакцияға түскенде де олардың температураларын салыстыруға мүмкіндік береді.
Егер С денесі А және В денелерімен жылулық тепе-теңдікте болса, онда А және В денелері бір бірімен жанасқанда жылулық тепе-теңдікте болады. Басқаша айтқанда С денесінің температурасы А және В денелерінің температурасына тең болса, онда А және В денелерінің температуралары бірдей болғаны. Егер С денесі өте кішкентай болса, онда А және В денелерімен жанасқанда С денесі олардың температураларын айтарлықтай өзгертпейді. Бірақ С денесінің температурасының өзгерісі өте үлкен болуы мүмкін. Мұндай С денесі А және В денелерінің температураларының бірдей немесе әр түрлі екендігін анықтауға мүмкіндік беретін «сынақ дене» қызметін атқарады. Осындай екі немесе бірнеше денелердің температураларының бірдей немесе әр түрлі екендігін анықтау үшін қолданылатын кішкентай С денесі термоскоп деп аталады. Бұл жерде С денесінің өте кішкентай болуы өте маңызды. Керісінше болса, онда С денесі сыналатын денелердің температураларын өзгертіп жібереді.
2
.Термоскоп
жасау принципі. Термоскоптың
температурасының тұрақты немесе
өзгергендігі туралыоның физикалық
қасиеттерін сипаттайтын шамалардың
өзгерісі арқылы айтуға болады.
Тәжірибелерден денелердің барлық дерлік
қасиеттері температураға байланысты
өзгеретіндігін білеміз. Мысалы,
қыздырғанда көптеген денелердің көлемі
артады. Металдардың электрлік кедергісі
температура артқан сайын артады, ал
жартылай өткізгіштердің кедергісі
кемиді. Әртекті металдардан жасалған
екі сымның ұштарын бір-біріне дәнекерлеп,
бұл тізбекке 1-суреттегідей гальванометр
қосатын болсақ, онда аспап ток тіркемейді.
Себебі, әртектес металлдардың қосылған
ұштары бірдей температурада. Егер
дәнекерленген ұштардың бірін қыздыратын
немесе салқындататын болсақ, онда
тізбекте тұрақты электр тогы жүреді.
Мұндай электр тогын термоэлектрлік
ток
деп атайды. 1-суреттегідей жалғанған
екі металл сымдарды термоэлектрлік жұп
немесе терможұп
деп атайды.
Осы сияқты құбылыстар термоскоп жасау үшін қолданылуы мүмкін. Мысал ретінде 2-суретте газ толтырылған термоскоп көрсетілген. Ауасы бар шар зерттелетін денемен жанастырылғанда шар ішіндегі газдың көлемі өзгереді, көлем өзгеруін сұйықты манометр көмегімен анықтауға болады.
3.Температуралық нүктелер. Термоскоп көмегімен өзгермейтін, қайта өлшегенде дәл анықталатын маңызды температуралық нүктелерді тағайындауға болады. Мұндай температуралық нүктелер температура шкаласын жасағанда қолданылады.
Егер құрамдары бірдей қатты дене және сұйық жанасатын болса, онда температура мәніне байланысты қатты дене балқуы (еруі) немесе сұйық қатаюы мүмкін. Бұл кезде жүйедегі қысым тұрақты болады деп ескеріледі. Қандай да бір нақты температурада балқу және қатаю процестері бір-бірімен теңесіп сұйық және қатты фазалардың массалары тұрақты болып қалады. Жүйенің мұндай күйінде сұйық пен қатты дене фазалық тепе-теңдікте тұр деп айтамыз. Қалыпты атмосфералық қысымда (101325 Па) жүйедегі қатты және сұйық фазалар бір-бірімен фазалық тепе-теңдікте болса, онда осы күйге сәйкес температураны балқудың қалыпты нүктесі деп атайды. Қалыпты атмосфералық қысымда сұйық пен оның буы фазалық тепе-теңдікте болса, онда осы күйге сәйкес температураны қайнаудың қалыпты нүктесі деп атайды. Ал, қалыпты атмосфералық қысымда қатты фаза өзінің буымен фазалық тепе-теңдікте болатын температура - сублимацияның қалыпты нүктесі деп аталады. Қатты фазаның бірден газ тәріздес фазаға айналу процесі сублимация депаталады.
Сондай-ақ қатты, сұйық және газ тәріздес фазалар бір мезгілде фазалық тепе-теңдікте болуы мүмкін. Мұндай күйді іске асыру үшін тек қана нақты температура ғана емес, сонымен қатар нақты қысым да анықталуы қажет. Мысалы, судың үш фазасы фазалық тепе-теңдікте болуы үшін қысым 611 Па болуы қажет. Бір заттың қатты, сұйық және газ тәріздес фазалары фазалық тепе-теңдік күйінде болатын температура мәні осы заттың үштік нүктесі деп аталады.
Бақылау сұрақтары:
Термоскоп деген не?
Термоскоп ретінде қандай денелерді алуға болады?
Фазалық тепе-теңдік шартын түсіндіріңіз.
Қандай температуралық нүктелерді білесіз?