Лабораторная работа.

«Изучение способов измерения температуры»

Цель работы: углубить знания по курсу общей теплотехники и получить навыки экспериментального определения температуры тел.

В работе необходимо:

1. Измерить температуру нагревательной поверхности, окружающей среды и воды в колбе с помощью ртутного термометра, хромель-копелиевых термопар, милливольтметра и потенциометра.

Теоретические основы.

Температура характеризует тепловое состояние тела и измеряется в градусах. Температура тела изменяется пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Численное значение температуры зависит от выбранной температурной шкалы.

В технике температура измеряется по Международной стоградусной шкале
/шкала Цельсия/ и обозначается через t, [pic]С. В этой шкале при нормальном давлении /760 мм рт. ст./ состоянию тающего льда соответствует температура
0 [pic]С, а точке кипения воды - 100[pic]С. Для измерения температуры используется также термодинамическая шкала температур /шкала абсолютных температур, или шкала Кельвина/. Нуль абсолютной шкалы температур соответствует значению t=-273,15 [pic]С.

Абсолютная температура тела

Т, К=t, [pic]С[pic]+273,15 /1/

В США и Англии для измерения температуры применяют шкалу Фаренгейта.
На этой шкале /t[pic],F/ температура таяния льда и температура кипения воды обозначены соответственно через 32[pic] и 212[pic] для перевода показаний этой шкалы в [pic]С и обратно служат соотношения: t[pic]С=[pic](t[pic],F-32); t[pic]F=[pic](t[pic]С+32) /2/

Параметром состояния является абсолютная температура.

Температуру измеряют с помощью устройств, использующих различные термометрические свойства жидкостей, газов и твердых тел. В табл. 2 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения.

Ртутные стеклянные термометры основаны на свойстве тел изменять свой объем в зависимости от температуры. В качестве термометрического тела чаще всего применяют ртуть и спирт.

При точных измерениях температуры при помощи ртутных термометров к их показаниям вводятся следующие поправки:

/1/ основная /инструментальная/ поправка [pic]t

/2/ поправка на температуру выступающего столбика ртути
[pic]t[pic][pic]

/3/ поправка на смещение положения нулевой точки [pic]t[pic]

В общем случае определение действительной температуры среды по показаниям ртутного термометра t' производится согласно равенству: t= t'+[pic]t+[pic]t[pic]+[pic]t[pic]. /3/

При температурах выше 150-200 [pic]С ртутные термометры применяются редко.

В настоящее время для измерения температуры получили широкое применение термопары /термоэлектрические преобразователи/.

Термоэлектрический метод измерения температуры основан на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы от температуры.

Термопара представляет собой 2 разнородных проводника, составляющих общую электрическую цепь /рис. 1/. Если температуры мест соединений (спаёв) проводников t[pic] и t[pic] неодинаковы, то возникает термо-Э.Д.С. и по цепи протекает ток. Величина термо-Э.Д.С. тем больше чем больше разность температур.

[pic] рис. 1. Схема измерения показаний термопары с помощью милливольтметра

[pic]