Термодинамика рассматривает температуру как характеристику равновесного состояния термодинамической системы.

Стремление к тепловому равновесию сформулировано в нулевом законе термодинамики: изолированная система, независимо от теплового состояния входящих в неё тел, с течением времени приходит в состояние, когда все тела становятся "одинаково тёплыми", вследствие передачи теплоты от более нагретых частей системы менее нагретым, с стема переходит в устойчивое состояние, называе-

мое состоян ем теплового равновесия.

Непосредственное измерение температуры тела затруднительно по причине того, что температура является интенсивной величиной,

объекту, равно сумме значений величинИ, соответствующих его частям при любом разбиении объекта на части. Примерами величин, обладающих свойством аддитивности, являются: массаИ, объём, длина. Например, аддитивность массы означает, что масса всего тела равна

т.е. величиной, не обладающей свойством аддитивности [2,4].

Аддитивность (от лат. additivus – прибавляемый) – свойство, состоящее в том, что численное значение, соответствующее целому

сумме масс составляющих его частей.

Поэтому количественную оценку температуры можно производить только косвенным путем, основываясь на особенных физических свойствах различных тел, которые называют термометрическими.

Термометрическим свойством называют физическое свойство тела, которое значительно зависит от температуры этого тела.

5

Термометрическое тело – это тело, у которого термометрическое свойство достаточно сильно зависит от температуры и легко воспроизводится практически.

Например, у спирта, ртути или воздуха значительно изменяется объём при изменении температуры. Термометрическим свойством в этом случае является объем, а термометрическим телом соответственно спирт, ртуть или воздух.

У друг х тел при изменении температуры значительно изменяется электр ческое сопротивление и т.п.

для измерения температуры посредством контакта с исследуемой средой. Принцип действия прибора основанИна нулевом законе термодинамики.

Пирометр (от греч. pýr – огонь) – прибор для дистанционного измерения температур, как правило, оптическими методами. Принцип действия пирометров основан на измерении интенсивности теплового излучения тел в соответствии с законом КиргоффаИ.

Основными компонентами измерительных приборов являются: чувствительный элемент или датчик, включающий в себя термометрическое тело, которое обладает определенным термометрическим свойством и указатель, отображающий численное значение соответствующего параметра (видео 1).

Достаточно важными параметрами при практическом использовании приборов для измерения температуры являются их чувствительность и инерционность.

Чувствительность прибора характеризует его погрешность, т.е.

6

реакцию на некоторое изменение температуры измеряемой среды. Чем чувствительнее прибор, тем на меньшее изменение температуры он реагирует и меньше погрешность измерения.

Инерционность термометра характеризует его динамические свойства – быстроту реагирования на изменение температуры изме- Сряемой среды. Она оценивается временем, в течение которого термометр покажет действительную температуру тела. А это произойдёт не раньше, чем температура термометрического тела термометра срав-

няется с температурой измеряемой среды. Таким образом, любой интенстермометр всегда отображает свою собственную температуру.

Другой метод измерения температуры реализован в пирометрах, где температура оценивается без непосредственного контакта, но по

ходимо дбстанц онное измерение температур.

вности теплового излучения измеряемой среды.

П рометр я спользуется в металлургии для измерения высокой температуры расплава и проката, а в других случаях, когда необ-

1.2.3. ТемпературныеАшкалы. Реперные точки.

Градуировка термометров

Температурная шкалаД– система последовательных значений температуры, связанных со значениями измеряемой физической величины, т. е. температурная шкала, отображает последовательные

значения некоторого физического параметра, характеризующего определенное термометрическое свойство. Например, тепловое расширение тел, изменение электрического сопротивления проводников.

Для измерения температуры необходимоИвыполнить градуировку термометра.

Распространение получили температурные шкалы Цельсия

(Celsius) (°С), Фаренгейта (Farenheit) (°F), Реомюра (Reaumur) (°R) и

абсолютная (термодинамическая) температурная шкала (К). И

Градуировка средства измерения (нем. graduiren – градуировать, от лат. gradus – шаг, ступень, степень) – метрологическая операция, при помощи которой средство измерения или измерительный прибор снабжают шкалой или градуировочной таблицей (графиком). Отметки шкалы должны с требуемой точностью соответствовать значениям измеряемого параметра.

Градуирование термометра – процедура разметки шкалы будущего термометра в единицах температуры.

7

Для построения температурной шкалы термометра необходимо выполнить три условия:

1) задать точку начала отсчёта;

2) воспроизвести как минимум две эталонные температуры –

этой температурной шкале является кельвин (К), одна из семи основных единиц в системе СИ. Эта шкала наиболее удобна при построении физических теорий и выполнении термодинамических расчётов (в ней отсутствуют отрицательные значения). Началом отсчёта при-

8