Газовые тензиметрические термометры

Газовый тензиметрический термометр (тензиметрия - от лат. tendere - напрягать + греч. metreo - мерю) представляет собой сосуд l (рис. 93) с постоянной массой газа, термические свойства которого хорошо известны.

Состояние газа при нагревании изменяется в соответствии с уравнениями Менделеева - Клапейрона для идеального газа

pV = nRT

или реального газа

если учитывать только второй вириальный коэффициент В(Т), зависящий от температуры.

Из уравнений следует, что при заданной температуре газ под определенным давлением занимает вполне определенный объем. Изменение температуры влечет за собой изменение давления или объема. По этим изменениям и опре­деляют температуру. В лабораторной практике обычно используют газовые термометры постоянного объема и постоянного давления.

Газовые термометры постоянного объема. Действие его осно­вано на соотношении

Давление, под которым газ в резервуаре / (рис. 93, а, б) на­ходится в состояниях с T^о и T, измеряют ртутным манометром 2, причем ртутный столб одновременно используют и для поддержания постоянного объема.

Значения Т исследуемой среды 5 измеряют по высоте подъема столбика ртути в манометре, про­калиброванного в градусах Цельсия или Кельвина, от исходного давления р₀ (рис. 93, б).

На рис. 93, а приведена схема укороченного газового термо­метра, рекомендуемого для измерения низких температур в ин­тервалах, указанных в табл. 7. Нижний конец манометрической трубки 2 заканчивается капилляром 4 длиной 10-15 мм и диа­метром 0,5 мм, а длина всей манометрической трубки 2 состав­ляет 200 мм. Термометру можно придавать любое положение, не опасаясь проникновения газа в манометр. Газовый резервуар - кварцевая трубка 1 небольшого диаметра. Сверху она закрыта приваренной пористой стеклянной пластинкой 6, непроницае­мой для ртути. В связи с тем, что объем резервуара 1 мал по сравнению с объемом камеры с ртутью, изменением объема пренебрегают и считают его постоянным. Резервуар 1 термомет­ра заполняют в зависимости от интервала измеряемых темпера­тур одним из газов, указанных в табл. 7. Для наполнения газо­вых термометров применяют прежде всего те вещества, которые легко получить в чистом состоянии.

В газовом термометре, показанном на рис. 93, б, перед заме­ром температуры по шкале манометра 2 его трубку поднимают на такую высоту, чтобы выпуклый мениск столбика ртути в левом колене коснулся острого конца указателя 3 - изогнутее стеклянного конуса, вплавленного в трубку манометра. Этот указатель фиксирует постоянство объема. Кварцевый резервуар 1 соединение ртутным манометром 2 капилляром 4.