Тема «Измерение температуры.»
Таблица 10. Виды термометров.
Название термометра |
Описание и применение |
Ртутный термометр |
Ртутный термометр представляет собой стеклянный капилляр, оканчивающийся резервуаром для ртути. Существует два вида ртутных термометров: трубчатые со вложенной шкалой и палочковые. У трубчатых термометров капилляр лежит на фарфоровой пластинке и находится в центре полой трубки, На фарфоровой пластинке нанесена шкала в градусах. Палочковые термометры представляют собой толстостенный капилляр. Градуировка у таких термометров нанесена на наружной стенке капилляра, и штрихи обычно закрашены черной или красной краской. Эти термометры обладают одним недостатком: краска, нанесенная ,в углубления делений, стирается и деления становятся плохо заметными, что затрудняет наблюдение. Такие термометры следует время от времени «чернить». Для этого тонкоизмельченным графитом или обожженной пробкой натирают шкалу термометра. Сажа задерживается в углублениях делений, и они становятся заметными. Чтобы сохранить «чернение» на относительно долгий срок, перед «чернением» термометр полезно протереть тряпочкой, смоченной 5— 10%-ным спиртовым раствором канифоли, шеллака или какой-нибудь светлой смолы, Тогда сажа удерживается дольше. Отсчет градусов проводят от нуля. Вверх и вниз от нуля на шкале через определенные расстояния стоят числа, показывающие градусы: 0, 10, 20, 30 и т. д. Химические термометры обычного типа применяют для измерения температуры от —30 до +360 0C
а) ртутный термометр. б) палочковый термометр.
Отклонения показаний термометра зависят главным образом от качества стекла, из которого он сделан. Часто термометры имеют паспорт, в котором указывается, какую поправку нужно вводить, чтобы получить истинную температуру. При измерении температуры какой-либо жидкости термометр должен быть погружен в нее так, чтобы он находился на одинаковом расстоянии от стенок сосуда и ни в коем случае не касался их, причем резервуар термометра полностью погружают в жидкость. Термометр держат в жидкости до тех пор, пока не перестанет подниматься или опускаться столбик ртути. При отсчете показаний термометра по шкале глаз должен находиться на одной линии с уровнем ртути. После того как температура измерена, термометру дают постепенно остыть, затем его хорошо вытирают, чтобы на нем не оставалось следов того вещества, температуру которого измеряли*. Если нижняя часть термометра запачкана смолой, жирными и другими веществами, то термометр надо вытереть кусочком ваты, смоченной каким-нибудь органическим растворителем. Нужно следить, чтобы термометр всегда был чистым. Чтобы термометр постепенно остыл, его следует оставить висящим на штативе или, вставив в пробку, зажать в лапку на том же штативе. Нельзя класть термометр на твердые предметы (стеклянные пластины, изразцы, металл и т. д.). Когда термометр больше не нужен, его следует положить в футляр и убрать в специально отведенное место. Очень полезно на дно футляра положить немного ваты, чтобы смягчить удары при укладке термометра. Если термометр не имеет футляра, его следует хранить в специально отведенном ящике лаборато рного стола, причем на дно ящика нужно положить слой ваты или ватина. В тех случаях, когда термометр монтируют в приборе, его или укрепляют в пробке, или подвешивают за ушко, находящееся в верхней части термометра. При укреплении в пробке отверстие в ней сверлят несколько меньше окружности термометра. Чтобы термометр прошел в отверстие пробки его следует смазать вазелиновым маслом или спиртом или даже водой и вставлять со стороны широкого конца пробки. Особо осторожного обращения' требуют нормальные термометры.
После того как термометр вставлен в пробку, выступающую часть его, которая будет находиться в приборе, нужно обязательно обтереть чистым полотенцем или кусочком ваты, смоченным бензином или другим органическим растворителем, чтобы удалить загрязнения. Вместо ваты для вытирания термометров можно использовать фильтровальную бумагу или бумажные салфетки. |
Жидкостные термометры |
При помощи ртутных термометров можно измерять температуру не ниже —3O0C, так как при —38,9 0C ртуть замерзает. Для измерения температуры ниже —300C удобнее пользоваться термометрами, заполненными органическими жидкостями, имеющими низкую температуру перехода в твердое состояние. Выше уже говорилось об органических жидкостях, применяемых для заполнения подобных термометров. Это бесцветные жидкости, поэтому при заполнении термометров эти жидкости приходится подкрашивать. Для подкрашивания применяют органические красители красного или синего цвета. Жидкостные термометры очень чувствительны к изменению температуры. При заполнении термометра пентаном нижний предел измерения температуры может доходить до —180° С. Имеются жидкостные термометры, позволяющие измерять температуру до —200° С. Нижний предел измеряемой температуры у таких. термометров ограничивается свойством жидкостей переходить в твердое состояние. В некоторых случаях более удобно применять термометры с ртутноталлиевой амальгамой, чем термометры, заполненные толуолом или пентаном. |
Термометры сопротивления |
Для изготовления такого термометра чаще всего применяют платиновую проволоку, так как платину легко можно получить химически чистой, а, следовательно, результаты будут воспроизводимы. Платина не изменяется на воздухе даже при сильном нагревании; изменение сопротивления ее происходит по сравнительно простому закону; с ее помощью можно измерить температуру в достаточно широких пределах (от —200 до +900° С). Для измерения температуры наибольшее распространение получили термометры сопротивления из. платины для измерения температур от —190 до +600° С, из меди от —55 до +200° С, из свинца — для низких темпера» тур и из фосфористой бронзы — для сверхнизких температур
.
|
Термоэлектрические термометры |
Термоэлектрические термометры, которые называют также пирометрами, представляют собой два различных проводника, спаянных или сваренных одними концами (так называемый спай), а другими концами соединенных с гальванометром. Термопару обычно помещают в фарфоровый или кварцевый карман (трубку, запаянную с одного конца). Защитные трубки и карманы делают из различных материалов: выбор материала зависит от измеряемой температуры и от условий опыта. Так, для измерения температуры водяного пара, нагретого до 500° С, защитные трубки делают из стали, покрытой медью, или из меди. При измерении температуры дымовых газов, а также в керамических, электрических, криптоловых и других печах применяют дли температур до 1500—1600° С трубки из неглазурованного фарфора или шамота, для температур около 2000° С — из двуокиси циркония. Места скрепления проводников пары с проводниками цепи называются холодными спаями. При измерении температуры их помещают в термостат с постоянной температурой, лучше всего с температурой, равной 0°С, т. е. в чистый лед, получаемый замораживанием дважды перегнанной воды. Горячий спай вводят в испытуемый прибор или среду. При нагревании горячего спая возникает электродвижущая сила, направленная от одного из взятых металлов к другому. Величина термозлектродвижущей силы обычно пропорциональна разности температур между горячим и холодным спаями. -Это свойство и положено в "основу измерения температуры с помощью термопар. Каждая термопара в цепи с данным гальванометром должна быть предварительно отградуирована, и к ней должен быть составлен паспорт в виде таблички или графика (кривой, нанесенной на миллиметровую бумагу). Для этого оба спая (холодный и горячий) опускают в термостат с температурой O0C и устанавливают гальванометр на нуль. Затем горячим спаем измеряют заранее известную температуру плавления чистых металлов и солей. Отмечают соответствие показаний гальванометра данной температуре и строят кривую «милливольты — градусы». При пользовании термопарой не следует менять гальванометр, так как иначе придется градуировать термопару, снова. Время от времени нужно сверять показания гальванометра, измеряя известные температуры.
|
