1° corso. 2° semestre. Lezione 11

Lezione 11

L'equazione di stato di un sistema termodinamico. Equazione di Clapeyron-Mendeleev. Termometro a gas ideale. Equazione di base della teoria cinetica molecolare. Distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà delle molecole. Energia interna di un gas ideale. diametro effettivo e lunghezza media percorso libero delle molecole di gas. Conferma sperimentale della teoria cinetica molecolare.

L'equazione di stato di un sistema termodinamico descrive la relazione tra i parametri del sistema . I parametri di stato sono pressione, volume, temperatura, quantità di sostanza. A vista generale l'equazione di stato è una dipendenza funzionale F(p, V, T) = 0.

Per la maggior parte dei gas, come mostra l'esperienza, a temperatura ambiente e una pressione di circa 10 5 Pa viene eseguita in modo abbastanza accurato Equazione di Mendeleev-Clapeyron :

p– pressione (Pa), V- volume occupato (m 3), R\u003d 8,31 J / molK - costante del gas universale, T - temperatura (K).

mole di sostanza - la quantità di una sostanza contenente il numero di atomi o molecole, uguale al numero Avogadro
(tanti atomi sono contenuti in 12 g dell'isotopo di carbonio 12 C). Permettere m 0 è la massa di una molecola (atomo), Nè il numero di molecole, quindi
- massa di gas,
è la massa molare della sostanza. Pertanto, il numero di moli di una sostanza è:

.

Un gas i cui parametri soddisfano l'equazione di Clapeyron-Mendeleev è un gas ideale. L'idrogeno e l'elio sono le proprietà più vicine all'ideale.

Termometro a gas ideale.

termometro a gas volume costante è costituito da un corpo termometrico - una porzione di un gas ideale racchiuso in un recipiente, che è collegato ad un manometro per mezzo di un tubo.

Con l'aiuto di un termometro a gas, è possibile stabilire sperimentalmente una relazione tra la temperatura di un gas e la pressione di un gas ad un determinato volume fisso. La costanza del volume è ottenuta dal fatto che con il movimento verticale del tubo sinistro del manometro, il livello nel suo tubo destro viene portato alla tacca di riferimento e la differenza di altezza dei livelli del liquido nel manometro è misurato. Tenendo conto di varie correzioni (ad esempio, dilatazione termica delle parti in vetro di un termometro, assorbimento di gas, ecc.) è possibile ottenere una precisione di misura della temperatura con un termometro a gas a volume costante pari a 0,001 K.

I termometri a gas hanno il vantaggio che la temperatura determinata con il loro aiuto a basse densità il gas non dipende dalla sua natura e la scala di un tale termometro coincide bene con la scala della temperatura assoluta determinata utilizzando un termometro per gas ideali.

In questo modo, una certa temperatura è correlata alla temperatura in gradi Celsius dalla relazione:
A.

Condizioni normali del gas - uno stato in cui la pressione è uguale a quella atmosferica normale: R\u003d 101325 Pa10 5 Pa e temperatura T \u003d 273,15 K.

Dall'equazione di Mendeleev-Clapeyron segue che il volume di 1 mole di gas in condizioni normali è uguale a:
m 3.

Fondamenti di ICT

La teoria cinetica molecolare (MKT) considera le proprietà termodinamiche dei gas dal punto di vista della loro struttura molecolare.

Le molecole sono in costante movimento termico casuale, in costante collisione tra loro. In tal modo, si scambiano slancio ed energia.

Pressione del gas.

Si consideri un modello meccanico di un gas in equilibrio termodinamico con le pareti del vaso. Le molecole si scontrano elasticamente non solo tra loro, ma anche con le pareti della nave in cui si trova il gas.

Come idealizzazione del modello, sostituiamo gli atomi nelle molecole con punti materiali. Si presume che la velocità di tutte le molecole sia la stessa. Assumiamo anche che i punti materiali non interagiscano tra loro a distanza, quindi si presume che l'energia potenziale di tale interazione sia zero.

P
bocca
è la concentrazione di molecole di gas, Tè la temperatura del gas, tuè la velocità media del moto di traslazione delle molecole. Scegliamo un sistema di coordinate in modo che la parete del vaso si trovi sul piano XY e l'asse Z sia diretto perpendicolarmente al muro all'interno del vaso.

Considera l'impatto delle molecole sulle pareti di un vaso. Perché Poiché gli impatti sono elastici, dopo aver colpito il muro, la quantità di moto della molecola cambia direzione, ma la sua entità non cambia.

Per un periodo di tempo  t solo quelle molecole che si trovano a una distanza dalla parete non superiore a l= tut. Numero totale molecole in un cilindro con area di base S e altezza l, il cui volume è V = LS = tutS, è uguale a N = nV = ntutS.

In un dato punto dello spazio, si possono convenzionalmente distinguere tre diverse direzioni del moto molecolare, ad esempio lungo gli assi X, Y, Z. La molecola può muoversi lungo ciascuna delle direzioni avanti e indietro.

Pertanto, non tutte le molecole nel volume selezionato si sposteranno verso la parete, ma solo un sesto del loro numero totale. Pertanto, il numero di molecole che durante il tempo  t colpito il muro, sarà uguale a:

N 1 = N/6= ntutS/6.

La variazione della quantità di moto delle molecole all'impatto è uguale agli impulsi della forza che agisce sulle molecole dal lato della parete - con la stessa forza, le molecole agiscono sulla parete:

P Z = P 2 Z – P 1 Z = Ft, o

N 1  m 0 tu-( N 1  m 0 tu)= Ft,

2N 1  m 0 u=Ft,

,

.

Dove troviamo la pressione del gas sulla parete:
,

dove
- energia cinetica di un punto materiale (moto traslazionale di una molecola). Pertanto, la pressione di tale gas (meccanico) è proporzionale all'energia cinetica del movimento traslatorio delle molecole:

.

Questa equazione è chiamata l'equazione principale del MKT .

La legge della distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà .

Numero di gradi di libertàcorpoio chiamato il numero minimo di coordinate che devono essere impostate per determinare in modo univoco la posizione del corpo.

Per punto materiale –queste sono tre coordinate ( X , y , z ) –quindi il numero di gradi di libertà per un punto materiale è uguale a io=3.

Per due punti materiali collegati da un'asta rigida di lunghezza costante , è necessario impostare 5 coordinate : 3 coordinate per un punto e 2 angoli per determinare la posizione del secondo punto rispetto al primo. Pertanto, in questo caso, il numero di gradi è io=5.

Il numero massimo possibile di gradi di libertà associati al movimento nello spazio ,è uguale a 6 .

La legge della distribuzione uniforme dell'energia sui gradi di libertà Dillol'energia cinetica media per un grado di libertà durante il moto termico è :

,

dove
- Costante di Boltzmann (J/K). Pertanto, l'energia cinetica totale di una molecola, in cui è il numero di gradi di libertà io è determinato dal rapporto:

.

Commento. Oltre ai gradi di libertà associati al movimento del corpo nello spazio, possono esserci anche gradi di libertà associati alle oscillazioni naturali del corpo. Di solito sono chiamati gradi di libertà vibrazionali. Con i gradi di libertà vibrazionali, quindi, è necessario tenere conto sia delle energie potenziali che cinetiche delle vibrazioni energia per grado di libertà vibrazionale kT .

L'energia cinetica media del moto traslatorio di una molecola è ovviamente uguale all'energia cinetica del baricentro (come punto), quindi:

.

Energia cinetica media del movimento rotatorio (attorno al centro di massa) di una molecola:

. .

Sostituiamo nell'equazione MKT principale l'espressione per
e prendi:

.

Perché concentrazione di molecole
, il numero totale di molecole
, costante di Boltzmann
, quindi otteniamo l'equazione:
o

.

Questa è l'equazione di Mendeleev-Clapeyron, valida per un gas ideale . Pertanto, il modello meccanico di un gas, in cui le molecole sono sostituite da punti materiali che non interagiscono a distanza tra loro, è un gas ideale. Perciò lo dicono Un gas ideale è costituito da punti materiali che non interagiscono tra loro a distanza .

Velocità quadratica media , che è lo stesso per tutte le molecole, può essere determinato dalla relazione:

o
.

Velocità efficace il valore si chiama:

.

Poiché un gas ideale non ha energia potenziale di interazione delle molecole, quindi l'energia interna è uguale all'energia cinetica totale di tutte le molecole :

.

Da questa relazione ne consegue, come previsto, che la temperatura è una misura Energia interna gas ideale.

Legge di Dalton.

Lascia che il gas sia una miscela di diversi gas ideali (ad esempio tre) con concentrazioni n 1 ,n 2 ,n 3 alla stessa temperatura. Quindi la concentrazione totale della miscela è uguale alla somma delle concentrazioni di ciascuno dei gas: n =n 1 +n 2 +n 3 .

Veramente, .

Pressione parziale del gas detta pressione di un gas che avrebbe in assenza di altri gas allo stesso volume e temperatura.

La legge di Dalton lo afferma pressione miscela di gasè uguale alla somma delle pressioni parziali dei gas della miscela e:

P = nKT = (n 1 + n 2 + n 3 )kT = n 1 KT + n 2 KT + n 3 KT = p 1 + p 2 + p 3 .

La pressione di una miscela di gas è determinata solo dalla concentrazione di gas e dalla temperatura della miscela.

Esempio .Determinare la massa molare media di una miscela composta da  1 =75% di azoto e  2 =25% di ossigeno .

Soluzione .Secondo la legge di Dalton, la pressione di una miscela di gas è uguale alla somma delle pressioni parziali di ciascuno dei gas: p \u003d p 1 + p 2. D'altra parte, dall'equazione di Mendeleev-Clapeyron per una miscela:
, dove m \u003d m 1 + m 2 - la massa totale della miscela,

e per ciascuno dei gas, puoi trovare la pressione parziale:
,
.

Dove:
. Di conseguenza,

Commento. La miscela di gas data nel problema ha una composizione simile all'aria ordinaria. Pertanto, è possibile prendere aria
.

Molecola significa percorso libero .

Molecola significa percorso libero  - è la distanza media percorsa da una molecola tra due collisioni successive con altre molecole.

Commento. Se la molecola si scontra più spesso con altre molecole che con le pareti del vaso, significa che la dimensione del vaso è molto più grande del percorso libero medio.

Consideriamo un gas costituito da molecole identiche. Non trascuriamo le dimensioni delle molecole, ma consideriamo uguali i valori medi delle velocità delle molecole.

Due molecole si scontreranno se il centro di una di esse non è più di d = 2r dal centro dell'altro quando si muovono nella direzione opposta ( rè il raggio della molecola). Lascia che uno di loro sia a riposo e l'altro volerà con velocità relativa v RT. Si consideri un cilindro rettilineo associato a questa molecola a riposo, definito dalla condizione che non ci devono essere altre molecole all'interno del cilindro. Se il volume di questo cilindro
(lè la distanza dalla molecola vicina), quindi il volume dell'intero gas può essere determinato come V =NV 0 , dove Nè il numero di molecole. Poi la concentrazione delle molecole
. Dove lo prendiamo
.

Se  è il percorso libero, il tempo tra due collisioni successive non dipende dal sistema di riferimento. Permettere è la velocità media delle molecole, quindi

, dove
.

Velocità relativa di due molecole
, Ecco perchè

Facciamo la media di questa espressione:

È ovvio che il valore medio
per il periodo è zero:
. Ecco perchè
, poiché per ipotesi
. In realtà,
, ma con una approssimazione approssimativa possiamo scriverlo
.

Infine, per il cammino libero medio delle molecole, otteniamo la formula:
.

Valore
chiamato la sezione d'urto efficace per l'interazione delle molecole . È generalmente accettato che questo valore dipenda debolmente dalla temperatura.

Il cammino libero medio delle molecole è inversamente proporzionale alla concentrazione delle molecole:

.

DA frequenza media delle collisioni di molecole di gas tra loro :
.

Conferma sperimentale della teoria cinetica molecolare.

Gli esperimenti più famosi che dimostrano la struttura molecolare di una sostanza e confermano la teoria cinetica molecolare sono gli esperimenti dunoyer e Otto Stern, realizzati rispettivamente nel 1911 e nel 1920. In questi esperimenti, i fasci molecolari sono stati creati dall'evaporazione di vari metalli, e quindi le molecole dei gas studiati erano atomi di questi metalli. Tali esperimenti hanno permesso di verificare le predizioni della teoria cinetico-molecolare, che essa fornisce per il caso dei gas, le cui molecole possono essere considerate punti materiali (cioè per i gas monoatomici).

Schema di esperienza dunoyer con fasci molecolari è mostrato in Fig. Il recipiente di vetro, il cui materiale è stato scelto in modo tale da fornire un alto vuoto, è stato suddiviso in tre scomparti 1, 2 e 3 da due tramezzi con diaframmi 4. Nello scomparto 1 c'era un gas, che è stato utilizzato in questo esperimento come vapore di sodio ottenuto riscaldandolo. Molecole di questo gas potrebbero volare liberamente attraverso i fori dei diaframmi che collimano il fascio molecolare 5, permettendogli cioè di passare solo entro un piccolo angolo solido. Nei compartimenti 2 e 3 è stato creato un vuoto ultra alto, in modo tale che gli atomi di sodio potessero attraversarli senza collisioni con le molecole d'aria.

H il fascio molecolare diffuso ha lasciato una traccia sulla parete terminale del vaso 6. Ma anche nel caso dell'ultra alto vuoto, il fascio molecolare è stato diffuso ai bordi dei diaframmi 4. Pertanto, sulla parete terminale del vaso c'era un " penombra” regione 7 in cui le particelle che hanno subito lo scattering hanno lasciato tracce. Con il peggioramento del vuoto nel compartimento 3, la regione 7 è aumentata. Dall'entità della sbavatura della scia di atomi di sodio sparsi, è stato possibile stimare la lunghezza del loro percorso libero. Tali stime sono state fatte da Max Born sulla base dei risultati di esperimenti simili a quelli di Dunoyer.

Alcuni degli esperimenti più famosi con i fasci molecolari furono quelli Poppa, in cui per la prima volta è stato possibile effettuare misure dirette delle velocità molecolari. Lo schema più famoso dell'esperimento di Stern è mostrato in fig. Il filo di platino 1, su cui era applicata una goccia d'argento, era posto sull'asse di due cilindri coassiali 2 e 3, e nel cilindro 2 era presente un'asola parallela al suo asse. I cilindri potrebbero ruotare attorno al proprio asse. Negli esperimenti di Stern, la velocità angolare della loro rotazione era di 2...3 mila giri al minuto.

Quando è passato attraverso un filo di platino corrente elettricaè stato riscaldato ad una temperatura massima di circa 1200 o C. Di conseguenza, l'argento ha iniziato ad evaporare, ei suoi atomi sono volati attraverso la fessura 4 del cilindro 2, quindi si sono depositati sulla superficie del cilindro 3, lasciando una traccia 5 su di esso. cilindri non rotanti, atomi d'argento, che si muovono rettilinei, si depositano più - meno uniformemente sulla superficie del cilindro esterno, all'interno del settore corrispondente alla loro distribuzione rettilinea. La rotazione dei cilindri ha comportato una curvatura della traiettoria delle molecole nel sistema di riferimento associato ai cilindri e, di conseguenza, un cambiamento nella posizione degli atomi d'argento che si sono depositati sul cilindro esterno.

Analizzando la densità delle molecole depositate, è stato possibile stimare le caratteristiche della distribuzione delle molecole per velocità, in particolare le velocità massime e minime corrispondenti ai bordi della pista, e anche trovare la velocità più probabile corrispondente alla massima densità delle molecole stabilizzate.

Ad una temperatura del filamento di 1200 o C, il valore medio della velocità degli atomi d'argento, ottenuto dopo aver elaborato i risultati degli esperimenti di Stern, è risultato essere vicino a 600 m/s, che è abbastanza coerente con il valore della radice- velocità quadratica media calcolata dalla formula
.

termometro a gas

un dispositivo per misurare la temperatura, il cui funzionamento si basa sulla dipendenza della pressione o del volume di un gas ideale dalla temperatura. Molto spesso vengono utilizzate G. tonnellate di volume costante ( Riso. ), che è un pallone pieno di gas 1 volume costante, collegati da un tubo sottile 2 con dispositivo 3 per la misurazione della pressione. In tale pressione del gas, la variazione della temperatura del gas nella bombola è proporzionale alla variazione della pressione. G. t. misura le temperature nell'intervallo da Termometro a gas 2K a 1300 K. La massima precisione raggiungibile di G. t. a seconda della temperatura misurata è 3 10 -3 - 2 10 -2 gradi G. t. di così alta precisione - dispositivo complesso; quando misurano la temperatura, prendono in considerazione: deviazioni delle proprietà del gas che riempie il dispositivo dalle proprietà di un gas ideale; variazioni del volume del cilindro al variare della temperatura; la presenza di impurità nel gas, soprattutto condensanti; assorbimento (vedi assorbimento) e desorbimento del gas dalle pareti del cilindro; diffusione (vedi Diffusione) del gas attraverso le pareti, nonché la distribuzione della temperatura lungo il tubo di collegamento.

La scala di temperatura della scala di temperatura termodinamica coincide con la scala di temperatura termodinamica e il termometro termodinamico viene utilizzato come strumento termometrico primario (vedi Scale di temperatura). Con l'aiuto della temperatura termodinamica, vengono determinate le temperature dei punti costanti ( punti fiduciari) Scala di temperatura pratica internazionale (vedi Scala di temperatura pratica internazionale).

Illuminato.: Popov MM, Termometria e calorimetria, 2a ed., M., 1954.

D. N. Astrov.

Grande enciclopedia sovietica. - M.: Enciclopedia sovietica. 1969-1978 .

Guarda cos'è il "Termometro a gas" in altri dizionari:

Un dispositivo per misurare la temperatura T, la cui azione si basa sulla dipendenza della pressione p o del volume V di un gas ideale dalla temperatura: pV RT (costante del gas R). Sulle misurazioni della temperatura di G. t., moderno. scale di temperatura. G. t. è usato come ... ... Enciclopedia fisica

Il termometro a gas è un dispositivo di misurazione della temperatura basato sulla legge di Charles. Come funziona Alla fine del 18° secolo Charles stabilì che lo stesso riscaldamento di qualsiasi gas porta allo stesso aumento di pressione, se il volume è ... ... Wikipedia

Un dispositivo per misurare la temperatura, il cui funzionamento si basa sulla dipendenza della pressione o del volume di un gas dalla temperatura. Una bombola riempita di elio, azoto o idrogeno, collegata per mezzo di un capillare ad un manometro, viene posta in un ambiente di temperatura ... ... Grande dizionario enciclopedico

termometro a gas- — Argomenti industria petrolifera e del gas EN termometro a gas … Manuale tecnico del traduttore

TERMOMETRO A GAS- un dispositivo per misurare la temperatura, la cui azione si basa sulla dipendenza della pressione o del volume del gas dalla temperatura. Molto spesso viene utilizzato un termometro a gas a volume costante (Fig. D 4), in cui la variazione della temperatura del gas in un cilindro ... ... Dizionario metallurgico

termometro a gas- dujinis termometras statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termometras, kurio veikimas pagrįstas idealųjų dujų slėgio arba tūrio priklausomybe nuo temperatūros. attikmenys: engl. termometro a gas; termometro ad espansione di gas… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

termometro a gas- dujinis termometras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. termometro a gas; termometro a espansione di gas vok. Gastermometro, n rus. termometro a gas, m; termometro a gas, m pranc. thermomètre à gaz, m … Fizikos terminų žodynas

Un dispositivo per misurare la temperatura, il cui funzionamento si basa sulla dipendenza della pressione o del volume di un gas dalla temperatura. Una bombola riempita di elio, azoto o idrogeno, collegata tramite un capillare ad un manometro, viene posta in un ambiente di temperatura ... ... dizionario enciclopedico

termometro a gas- un dispositivo per misurare la temperatura, la cui azione si basa sulla dipendenza della pressione o del volume del gas dalla temperatura. Molto spesso viene utilizzato un termometro a gas a volume costante, in cui la variazione di temperatura del gas nel cilindro è proporzionale a ... ... Dizionario enciclopedico di metallurgia

Un dispositivo per la misurazione della temperatura, azione di rogo main. dalla dipendenza della pressione o del volume di un gas ideale dalla temperatura. Il più spesso applichi G. di t. un posto. volume (vedi fig. a st. Termometro), in cui la variazione della temperatura del gas nel cilindro è proporzionale a ... ... Grande dizionario politecnico enciclopedico

Esistono molti tipi di termometri. Ogni tipo ha le sue caratteristiche e vantaggi. Uno dei contatori più popolari è un termometro a gas. Questo dispositivo si distingue per la sua praticità e durata nel funzionamento. Questi dispositivi sono realizzati principalmente in vetro o quarzo, quindi la temperatura che misura dovrebbe essere bassa o non troppo alta. Modelli moderni differiscono dai loro predecessori, ma non ci sono cambiamenti fondamentali nel funzionamento dei nuovi dispositivi.

Peculiarità

Un termometro a gas è un analogo di un manometro (manometro). Spesso vengono utilizzati misuratori a volume costante. In tali dispositivi, la temperatura del gas varia a seconda della pressione. Il limite di un tale termometro è 1.300 K. I tipi di termometri presentati sono molto richiesti. Inoltre, su mercato moderno vengono presentati nuovi modelli migliorati.

Il principio di funzionamento di un termometro a gas è identico a un misuratore di liquidi e si basa sull'effetto dell'espansione di un liquido quando riscaldato, qui come sostanza di lavoro viene utilizzato solo un gas inerte.

Vantaggi

Il dispositivo consente di misurare la temperatura nell'intervallo da 270 a 1.000 gradi. Vale anche la pena notare l'elevata precisione del dispositivo. Il termometro a gas ha lato forte- affidabilità. In termini di costo, i dispositivi sono abbastanza democratici, ma il prezzo dipenderà dal produttore e dalla qualità del dispositivo. Quando si acquista un dispositivo, è meglio non risparmiare e acquistare davvero opzione di qualità, che sarà preciso nel funzionamento e durerà il più a lungo ed efficiente possibile.

Ambito di applicazione

Il contatore del gas viene utilizzato per determinare la temperatura delle sostanze. Può essere utilizzato in laboratori specializzati. Il risultato più accurato viene mostrato quando la sostanza è elio o idrogeno. Inoltre, questo tipo di termometro viene utilizzato per misurare il funzionamento di altri dispositivi.

Spesso per il coefficiente viriale vengono utilizzati termometri a gas a volume costante. Questo tipo il termometro può essere utilizzato anche per la misura relativa con un doppio strumento.

Il termometro a gas viene utilizzato principalmente per misurare le letture della temperatura determinate sostanze. Questo dispositivo è ampiamente richiesto nel campo della fisica e della chimica. Quando si utilizza un termometro per gas di alta qualità, è garantita un'elevata precisione. Questo tipo di misuratore di temperatura è molto facile da usare.

Termometri per liquidi e gas.

Termometro a liquido: un dispositivo per misurare la temperatura, il cui principio di funzionamento si basa dilatazione termica liquidi. Il termometro per liquidi è un termometro a lettura diretta.

È ampiamente utilizzato nella pratica ingegneristica e di laboratorio per misurare temperature nell'intervallo da –200 a 750 °C. Un termometro liquido è un serbatoio di vetro trasparente (raramente quarzo) con un capillare (dello stesso materiale) saldato ad esso.

La scala in °C viene applicata direttamente ad un capillare a parete spessa (il cosiddetto termometro per liquidi a stick) o ad una piastra ad esso rigidamente collegata (un termometro per liquidi con scala esterna, Fig. a). Un termometro a liquido con scala incorporata (Fig. b) ha una custodia esterna in vetro (quarzo). Il fluido termometrico riempie l'intero serbatoio e parte del capillare. A seconda dell'intervallo di misurazione, il termometro per liquidi viene riempito con pentano (da -200 a 20 ° C), alcol etilico (da -80 a 70 ° C), cherosene (da -20 a 300 ° C), mercurio (da - da 35 a 750 ° C). C) ecc.

I termometri a liquido a mercurio sono i più comuni, poiché il mercurio rimane liquido nell'intervallo di temperatura da -38 a 356 ° C a pressione normale e fino a 750 ° C con un leggero aumento di pressione (per il quale il capillare è riempito di azoto). Inoltre, il mercurio è facile da pulire, non bagna il vetro e il suo vapore nel capillare crea una bassa pressione. I termometri a liquido sono realizzati con alcuni tipi di vetro e sottoposti a uno speciale trattamento termico ("invecchiamento"), che elimina lo spostamento del punto zero della scala associato al riscaldamento e al raffreddamento ripetuti del termometro (la correzione per lo spostamento dello zero di la scala deve essere inserita per misurazioni accurate). I termometri a liquido hanno scale con diverse divisioni da 10 a 0,01 °C. La precisione di un termometro a liquido è determinata dal valore delle sue divisioni di scala. Per garantire la precisione e la praticità richieste, vengono utilizzati termometri per liquidi con scala ridotta; i più precisi hanno un punto di 0 ° C sulla scala, indipendentemente dall'intervallo di temperatura segnato su di essa. La precisione della misurazione dipende dalla profondità di immersione del termometro a liquido nel mezzo misurato. Il termometro va immerso fino alla divisione contata della scala o fino a una linea appositamente segnata sulla scala (termometri a coda di liquido). Se ciò non è possibile, viene introdotta una correzione per la colonna sporgente, che dipende dalla temperatura misurata, dalla temperatura della colonna sporgente e dalla sua altezza. I principali svantaggi di un termometro a liquido sono l'inerzia termica significativa e le dimensioni non sempre convenienti per il lavoro. I termometri per liquidi di design speciale includono termometri meteorologici (design speciale, destinati a misurazioni meteorologiche principalmente nelle stazioni meteorologiche), metastatici (termometro di Beckmann, un termometro a mercurio con scala incorporata utilizzato per misurare piccole differenze di temperatura), medici, ecc. I termometri a mercurio medici hanno una scala ridotta (34-42 ° C) e un valore di divisione della scala di 0,1°C. Funzionano secondo il principio del termometro massimo: la colonna di mercurio nel capillare rimane al livello del massimo aumento quando riscaldata e non cade fino a quando il termometro non viene scosso.

Termometro a gas.

Un dispositivo per misurare la temperatura, il cui funzionamento si basa sulla dipendenza della pressione o del volume di un gas ideale dalla temperatura. Il termometro a gas più comunemente usato è un volume costante Riso.), che è un pallone pieno di gas 1 volume costante, collegati da un tubo sottile 2 con dispositivo 3 per la misurazione della pressione. In un tale termometro a gas, la variazione di temperatura del gas nel cilindro è proporzionale alla variazione di pressione. I termometri a gas misurano temperature nell'intervallo da ~2K a 1300 K. La massima precisione ottenibile di un termometro a gas a seconda della temperatura misurata è 3 10 -3 - 2 10 -2 gradi Un termometro a gas di così alta precisione è un dispositivo complesso; quando misurano la temperatura, prendono in considerazione: deviazioni delle proprietà del gas che riempie il dispositivo dalle proprietà di un gas ideale; variazioni del volume del cilindro al variare della temperatura; la presenza di impurità nel gas, soprattutto condensanti; assorbimento (assorbimento da parte di un solido o liquido di una sostanza da ambiente) e desorbimento del gas dalle pareti della bombola; diffusione (penetrazione reciproca di sostanze adiacenti l'una nell'altra a causa di moto termico particelle di materia) gas attraverso le pareti, nonché la distribuzione della temperatura lungo il tubo di collegamento.

Resistenza termica.

I termometri a resistenza (altrimenti chiamati termometri a resistenza) sono dispositivi per misurare la temperatura. Il principio di funzionamento del dispositivo è quello di cambiare resistenza elettrica leghe, semiconduttori e metalli puri (cioè privi di impurità) con temperatura. L'elemento sensibile di un termometro è un resistore, che è costituito da una pellicola o da un filo metallico, e ha una dipendenza della resistenza elettrica dalla temperatura. Il filo è avvolto su un telaio rigido di quarzo, mica o porcellana e racchiuso in una guaina protettiva di metallo (vetro, quarzo). Le resistenze termiche più popolari sono realizzate in platino. Il platino è resistente all'ossidazione, high-tech e ha un coefficiente di temperatura elevato. A volte vengono utilizzati termometri in rame o nichel. I termometri a resistenza vengono solitamente utilizzati per misurare temperature nell'intervallo da meno 263 °C a più 1000 °C. I termometri a resistenza in rame hanno un intervallo molto più piccolo - solo da meno 50 a più 180 °C. Il requisito principale per il design del termometro è che deve essere sufficientemente sensibili e stabili, quelli. sufficiente per la precisione di misurazione richiesta nell'intervallo di temperatura specificato in condizioni d'uso appropriate. Le condizioni d'uso possono essere sia favorevoli che sfavorevoli: ambienti aggressivi, vibrazioni, ecc. Tipicamente, le termoresistenze funzionano in combinazione con i potenziometri (un elemento resistivo il cui valore di resistenza cambia meccanicamente; un dispositivo per Misure di campi elettromagnetici, metodo di compensazione della tensione), logometri (un dispositivo progettato per misurare il rapporto di due grandezze elettriche), misurare i ponti. L'accuratezza delle misurazioni della stessa termoresistenza (resistenza termica) dipende in gran parte dall'accuratezza di questi dispositivi. Le termoresistenze possono essere diverse: da superficie, a vite, a innesto, con attacco a baionetta o con fili di collegamento. Le resistenze termiche possono essere utilizzate per misurare la temperatura in mezzi liquidi e gassosi, nella tecnologia climatica, della refrigerazione e del riscaldamento, nella costruzione di forni, nell'ingegneria meccanica, ecc.

Termocoppie.

La termocoppia è un termoelemento utilizzato nei dispositivi di misurazione e conversione. Il suo principio di funzionamento si basa sul fatto che riscalda o raffredda i contatti tra conduttori che differiscono per chimica o Proprietà fisiche, è accompagnato dalla comparsa della forza termoelettromotrice (termopotenza). Una termocoppia è costituita da due metalli saldati a un'estremità. Questa parte di esso viene posta nel luogo in cui viene misurata la temperatura. Due estremità libere sono collegate al circuito di misura (millivoltmetro). Le termocoppie più comuni sono platino-platino-rodio (PP), cromo-alluminio (XA), cromo-copel (XK) (kopel - lega rame-nichel ~ 43% Ni e ~ 0,5% Mn), ferro costante (LC) .

Le termocoppie sono utilizzate nella maggior parte dei casi varie bande temperature. Quindi, una termocoppia in lega d'oro con ferro (2° termoelettrodo - rame o cromo) copre l'intervallo 4-270 K, rame - costantana 70-800 K (la costantana è una lega termostabile a base di Cu (59%) con l'aggiunta di Ni (39 -41%) e Mn (1-2%)), chromel - kopel 220-900 K, chromel - alumel 220-1400 K, platino-rodio - platino 250-1900 K, tungsteno - renio 300-2800 K. Eds di termocoppie da conduttori metallici di solito si trova nell'intervallo di 5-60 mV . L'accuratezza nel determinare la temperatura con il loro aiuto è, di regola, di diversi K e per alcune termocoppie raggiunge ~ 0,01 K. La fem Una termocoppia fatta di semiconduttori può essere un ordine di grandezza superiore, ma tali termocoppie sono caratterizzate da significativi instabilità.

Le termocoppie sono utilizzate in dispositivi per la misurazione della temperatura e in vari sistemi automatizzati gestione e controllo. In combinazione con un dispositivo di misurazione elettrico (millivoltmetro, potenziometro), una termocoppia forma un termometro termoelettrico.

Il dispositivo di misurazione è collegato alle estremità dei termoelettrodi (contatti (solitamente giunzioni) di elementi conduttivi che formano una termocoppia) ( Riso. , a) o nella discontinuità di uno di essi ( Riso. , b) . Quando si misura la temperatura, una delle giunzioni è termostatata tattilmente (di solito a 273 K). A seconda del design e dello scopo, le termocoppie si distinguono: immerse e di superficie; con guaina ordinaria, antideflagrante, antiumidità o di altro tipo (ermetica o non ermetica), nonché senza guaina; ordinario, resistente alle vibrazioni e agli urti; stazionario e portatile, ecc.

L'aumento della temperatura massima solleva il problema della misurazione alte temperature. Misurazioni accurate richiedono un'attenta standardizzazione degli strumenti di misura, che fornisce una valutazione dell'accuratezza dei risultati e della loro comparabilità con i dati di altri autori. Per la standardizzazione vengono utilizzati i punti di fusione (congelamento), ebollizione e triplo di alcune sostanze "di riferimento". I punti di riferimento primari sono definiti nell'Internazionale scala pratica temperature 1968 (IRTS-68).

Per temperature molto elevate (superiori a 3000 K) vengono utilizzate diverse leghe di tungsteno. La coppia più comunemente usata è il tungsteno con l'aggiunta del 3% di renio - tungsteno con l'aggiunta del 25% di renio con termoEMF vicino a 40 mV ad una temperatura limite di 2573 K. il molibdeno è operabile fino a 3300 K, ma ha un valore molto basso termoEMF (8,24 mV a 3273 K). Tutte queste termocoppie possono funzionare solo con idrogeno, gas inerti puri o sottovuoto.

Lezione 3

Pirometri ottici.

A temperature molto elevate, le misurazioni con pirometri ottici sono il metodo più affidabile e spesso l'unico possibile. Questo metodo applicabile a temperature inferiori a 1200 K, ma il suo principale campo di utilizzo è la misurazione di temperature superiori a questo valore. I vantaggi del pirometro sono le misurazioni senza contatto fisico con l'oggetto e ad alta velocità, gli svantaggi sono i problemi legati alla radiazione: il campione deve essere o un corpo nero (emissività uguale a 1), oppure essere in equilibrio termico con un nero deve essere noto il corpo o l'emissività del campione.

La pirometria richiede la misurazione del flusso di radiazioni, che può essere eseguita confrontando visivamente il flusso sconosciuto con quello di una lampada di caratteristiche note (pirometri visivi o soggettivi), oppure utilizzando a tale scopo un ricevitore fisico (pirometri fotoelettrici o oggettivi).

Tenendo conto delle leggi della radiazione, i pirometri possono essere suddivisi in i seguenti tipi:

1. Pirometri spettrali che operano in una banda così stretta dello spettro che l'efficace lunghezza d'onda quasi indipendente dalla temperatura. Conoscendo l'emissività spettrale, è possibile calcolare la vera temperatura. Poiché la radiazione misurata segue la legge di Planck, questi pirometri possono essere calibrati in un punto fisso.

Riso. 1. Pirometro a luminosità visiva,

1 - sorgente di radiazioni

2 – sistema ottico, lente pirometrica

3 - lampada a incandescenza standard

4 - filtro con una larghezza di banda stretta

5 - oculare

6 - un reostato che regola la corrente del filamento

7 – dispositivo di misurazione

Un esempio è un pirometro di luminosità, che fornisce la massima precisione delle misurazioni della temperatura nell'intervallo 103-104 K. Nel più semplice pirometro di luminosità visiva con un filamento a scomparsa, l'obiettivo focalizza l'immagine del corpo in studio sul piano in cui si trova il filamento (nastro) della lampada a incandescenza di riferimento. Attraverso un oculare e un filtro rosso che permette di selezionare una stretta regione spettrale vicina alla lunghezza d'onda λe = 0,65 μm (lunghezza d'onda effettiva) , il filo viene visto sullo sfondo dell'immagine del corpo e, modificando la corrente del filamento del filamento, la luminosità del filo e del corpo viene equalizzata (il filo in questo momento diventa indistinguibile). La scala del dispositivo che registra la corrente del filamento è solitamente calibrata in °C o K, e nel momento in cui la luminosità è equalizzata, il dispositivo mostra la cosiddetta temperatura di luminosità ( Tb) corpo. vera temperatura corporea T determinato sulla base di leggi radiazione termica Kirchhoff e Planck secondo la formula:

T \u003d T b C 2 /(C2+λ eIn α λ ,T) , (1)

dove C 2= 0,014388 m×K , α λ , T - coefficiente di assorbimento del corpo, λ e - lunghezza d'onda effettiva del pirometro. L'accuratezza del risultato dipende principalmente dalla severità del soddisfacimento delle condizioni di misura (α λ , T , λ ee, ecc.). A questo proposito, alla superficie osservata viene data la forma di una cavità. Il principale errore strumentale è dovuto all'instabilità della lampada della temperatura. Può anche essere introdotto un errore evidente caratteristiche individuali gli occhi dell'osservatore.

2. I più sensibili (ma anche i meno accurati) sono i pirometri a radiazione o pirometri a radiazione totale che registrano la radiazione totale del corpo. I pirometri a radiazione totale coprono l'intero intervallo spettrale effettivo emesso da un campione, indipendentemente dalla lunghezza d'onda. La radiazione misurata obbedisce alla legge di Stefan-Boltzmann [legge della radiazione del corpo nero: la potenza della radiazione del corpo nero è direttamente proporzionale alla superficie e alla quarta potenza della temperatura corporea P=ST 4 ] e la temperatura reale può essere calcolata dall'emissività totale del campione . La lente dei pirometri a radiazione concentra la radiazione osservata su un ricevitore (solitamente un termopilastro o bolometro), il cui segnale viene registrato da un dispositivo calibrato contro la radiazione del corpo nero e che mostra la temperatura di radiazione T r. La vera temperatura è determinata dalla formula:

T=α t -1/4 *T r , (2)

dove α T è il coefficiente di assorbimento totale del corpo. I pirometri a radiazione possono misurare la temperatura a partire da 200°C. Nell'industria, i pirometri sono ampiamente utilizzati nei sistemi di monitoraggio e controllo. condizioni di temperatura vari processi tecnologici.

3. Pirometri a banda spettrale operanti in una banda di spettro più ampia. Hanno una lunghezza d'onda effettiva fortemente dipendente dalla temperatura. Le correzioni per la temperatura sono possibili solo mediante integrazione numerica della curva sperimentale dell'emissività spettrale.

4. Pirometri a due colori (colore o rapporto). Si tratta di pirometri di spettro o di banda spettrale che utilizzano il rapporto della radiazione misurata in due diverse bande dello spettro per determinare la temperatura. Per bande spettrali strette, le correzioni di temperatura possono essere calcolate dal rapporto delle emissività spettrali per le due lunghezze d'onda effettive. Questi pirometri determinano il rapporto di luminosità, solitamente nelle regioni blu e rosse dello spettro b 1(λ1, T)/ b 2(λ2, T) (ad esempio, per lunghezze d'onda λ1= 0,48 µm e λ2= 0,60 micron). La scala del dispositivo è calibrata in °C e mostra la temperatura di colore Tc. temperatura reale T il corpo è determinato dalla formula

(3)

I pirometri a colori sono meno precisi, meno sensibili e più complessi dei pirometri a luminosità; utilizzato nello stesso intervallo di temperatura.

La sensibilità dei pirometri colorati nell'intervallo da 1300 a 4000 K va da 2 a 10 K. Se c'è un forte assorbimento della radiazione irradiata, i pirometri colorati superano tutti gli altri tipi di pirometri. Tuttavia, l'ipotesi di uguale emissività per due diverse lunghezze d'onda molto spesso non è vera.

In condizioni ottimali L'accuratezza sperimentale fornita da un pirometro standard è 0,04 K a 1230 K e 2 K a 3800 K. È ovvio che ottenere una tale precisione negli studi convenzionali è impossibile. Il limite di misurazione superiore dei pirometri può essere aumentato utilizzando filtri a densità neutra. La letteratura descrive uno strumento di precisione che consente misurazioni a temperature fino a 10.000 K.

Per confrontare i flussi di radiazione dal campione e dalla lampada, è possibile utilizzare un ricevitore fisico (sensore) al posto dell'occhio umano. Ciò aumenta la velocità e la precisione delle misurazioni e amplia anche la loro gamma nella direzione di più basse temperature a causa della sensibilità del sensore alla radiazione infrarossa.

Un pirometro spettrale molto accurato è uno strumento basato sul principio del conteggio dei fotoni. Fornisce misurazioni nell'intervallo da 1400 a 2200 K con una precisione da 0,5 a 1,0 K, rispettivamente, in conformità con i requisiti di IPTS-68. Nella maggior parte dei pirometri, il flusso di radiazione sconosciuto (misurato) viene confrontato con il flusso di radiazione della lampada e l'accuratezza della misurazione dipende dalle caratteristiche della lampada, con la principale fonte di errore che è lo spostamento dei suoi parametri di radiazione. In un pirometro a conteggio di fotoni, il flusso radiante del campione viene misurato direttamente e la calibrazione richiede solo un punto fisso (il punto di fusione dell'oro) e una sorgente di radiazione regolabile, ma non calibrata.

Esistono anche numerosi metodi di misurazione non tradizionali che vengono utilizzati quando i metodi convenzionali non sono possibili o gli errori sono troppo grandi. Questo è l'uso della dipendenza dalla temperatura dell'allargamento della linea nell'emettitore e nell'assorbitore ( limite superiore la temperatura è di soli 1300 K). È anche un termometro acustico basato sulla dipendenza dalla temperatura della tensione di rumore della resistenza elettrica (limite pratico 1800 K). I termometri di questo tipo vengono utilizzati con successo per misurare le temperature criogeniche. La precisione della misurazione è 1Ka miglior risultato nell'intervallo da 300 a 1300 K è anche ±0,1 K. Questi sono anche termometri acustici o ultrasonici che utilizzano la dipendenza della velocità del suono dalla temperatura.

Un modo indiretto interessante per misurare le temperature si basa sulla determinazione della curva di riscaldamento del termometro corrispondente per un certo tempo senza la necessità di raggiungere la temperatura di equilibrio finale, che potrebbe non essere accettabile per questo termometro.

Un termometro è un dispositivo progettato per misurare la temperatura di un mezzo liquido, gassoso o solido. L'inventore del primo dispositivo per la misurazione della temperatura è Galileo Galilei. Nome dispositivo con greco si traduce come "misurare il calore". Il primo prototipo di Galileo era significativamente diverso da quelli moderni. In una forma più familiare, il dispositivo è apparso dopo più di 200 anni, quando il fisico svedese Celsius ha iniziato lo studio di questo problema. Ha sviluppato un sistema per misurare la temperatura dividendo il termometro su una scala da 0 a 100. In onore del fisico, i livelli di temperatura sono misurati in gradi Celsius.

Varietà secondo il principio di azione

Nonostante siano passati più di 400 anni dall'invenzione dei primi termometri, questi dispositivi continuano a migliorare. A questo proposito, ci sono tutti i nuovi dispositivi basati su principi di funzionamento precedentemente inutilizzati.

Ora sono rilevanti 7 tipi di termometri:

• Liquido.
• Gas.
• Meccanico.
• Elettrico.
• Termoelettrico.
• Fibra ottica.
• infrarossi.

liquido

I termometri sono tra i primissimi strumenti. Funzionano secondo il principio dell'espansione dei liquidi al variare della temperatura. Quando un liquido viene riscaldato, si espande e quando si raffredda si contrae. Il dispositivo stesso è costituito da un bulbo di vetro molto sottile riempito con una sostanza liquida. Il pallone viene applicato su una scala verticale realizzata a forma di righello. La temperatura del mezzo misurato è uguale alla divisione sulla scala, che è indicata dal livello del liquido nel pallone. Questi dispositivi sono molto precisi. Il loro errore è raramente superiore a 0,1 gradi. A vari disegni i dispositivi liquidi sono in grado di misurare temperature fino a +600 gradi. Il loro svantaggio è che una volta lasciato cadere, il pallone può rompersi.

Gas

Funzionano esattamente allo stesso modo di quelli liquidi, solo i loro flaconi sono riempiti con un gas inerte. A causa del fatto che il gas viene utilizzato come riempitivo, il campo di misura viene aumentato. Questo termometro può mostrare temperatura massima che vanno da +271 a +1000 gradi. Questi strumenti sono comunemente usati per rilevare la temperatura di varie sostanze calde.

Meccanico

Il termometro funziona secondo il principio della deformazione di una spirale metallica. Tali dispositivi sono dotati di una freccia. Assomigliano un po' a un orologio a freccia. Dispositivi simili sono utilizzati sul cruscotto delle auto e varie attrezzature speciali. Il principale vantaggio dei termometri meccanici è la loro durata. Non hanno paura di scuotimenti o urti, come i modelli in vetro.

Elettrico

I dispositivi funzionano secondo il principio fisico di cambiare il livello di resistenza del conduttore quando varie temperature. Più caldo è il metallo, maggiore è la sua resistenza alla trasmissione di corrente elettrica. La gamma di sensibilità degli elettrotermometri dipende dal metallo utilizzato come conduttore. Per il rame, varia da -50 a +180 gradi. I modelli più costosi su platino possono indicare temperature da -200 a +750 gradi. Tali dispositivi sono utilizzati come sensori di temperatura nella produzione e nei laboratori.

Termoelettrico

Il termometro ha 2 conduttori nel suo design, che misurano la temperatura secondo un principio fisico, il cosiddetto effetto Seebeck. Tali dispositivi hanno un ampio intervallo di misurazione da -100 a +2500 gradi. La precisione dei dispositivi termoelettrici è di circa 0,01 gradi. Si possono trovare in produzione industriale quando è necessario misurare temperature elevate oltre i 1000 gradi.

fibra ottica

Realizzato in fibra ottica. Si tratta di sensori molto sensibili che possono misurare temperature fino a +400 gradi. Allo stesso tempo, il loro errore non supera 0,1 gradi. Il cuore di un tale termometro è una fibra ottica tesa, che si allunga o si contrae quando la temperatura cambia. Viene rifratto un raggio di luce che lo attraversa, che fissa un sensore ottico che confronta la rifrazione con la temperatura ambiente.

Infrarossi

Il termometro, o pirometro, è una delle invenzioni più recenti. Hanno un intervallo di misurazione superiore da +100 a +3000 gradi. A differenza delle precedenti varietà di termometri, prendono letture senza contatto diretto con la sostanza misurata. Il dispositivo invia un raggio infrarosso alla superficie misurata e ne visualizza la temperatura su un piccolo schermo. In questo caso, la precisione può differire di diversi gradi. Dispositivi simili vengono utilizzati per misurare il livello di riscaldamento dei pezzi grezzi di metallo che si trovano nel focolare, negli alloggiamenti del motore, ecc. I termometri a infrarossi sono in grado di mostrare la temperatura di una fiamma libera. Dispositivi simili sono utilizzati in dozzine di aree diverse.

Varietà per scopo

I termometri possono essere classificati in diversi gruppi:

• Medico.
• Casa per l'aria.
• Cucina.
• Industriale.

Termometro medico

I termometri medici sono comunemente indicati come termometri. Hanno un campo di misura basso. Ciò è dovuto al fatto che la temperatura corporea di una persona vivente non può essere inferiore a +29,5 e superiore a +42 gradi.

A seconda delle prestazioni termometri medici ci sono:

• Bicchiere.
• Digitale.
• Pacificatore.
• Pulsante.
• Orecchio a infrarossi.
• Fronte a infrarossi.

bicchiere i termometri sono i primi ad essere utilizzati per scopi medici. Questi dispositivi sono universali. Di solito le loro boccette sono piene di alcol. In precedenza, il mercurio veniva utilizzato per tali scopi. Tali dispositivi hanno un grosso inconveniente, ovvero la necessità di una lunga attesa per visualizzare la temperatura corporea reale. Con prestazioni ascellari, il tempo di attesa è di almeno 5 minuti.

Digitale i termometri hanno un piccolo schermo che mostra la temperatura corporea. Sono in grado di mostrare dati accurati 30-60 secondi dopo l'inizio della misurazione. Quando il termometro riceve la temperatura finale, crea un segnale acustico, dopo di che può essere rimosso. Questi dispositivi possono funzionare con un errore se non si adattano molto strettamente al corpo. Esistono modelli economici di termometri elettronici che prendono letture non meno di quelli di vetro. Tuttavia, non creano un segnale sonoro alla fine della misurazione.

termometri capezzoli fatto apposta per i bambini piccoli. Il dispositivo è un ciuccio che viene inserito nella bocca del bambino. Tipicamente, tali modelli dopo il completamento della misurazione emettono un segnale musicale. La precisione dei dispositivi è di 0,1 gradi. Nel caso in cui il bambino inizi a respirare attraverso la bocca o a piangere, la deviazione dalla temperatura effettiva può essere significativa. La durata della misurazione è di 3-5 minuti.

termometri pulsanti sono utilizzati anche per i bambini di età inferiore ai tre anni. Nella forma, tali dispositivi assomigliano a una puntina da disegno, che è posizionata per via rettale. Questi dispositivi eseguono letture rapidamente, ma hanno una bassa precisione.

orecchio a infrarossi Il termometro legge la temperatura dal timpano. Un tale dispositivo è in grado di effettuare misurazioni in soli 2-4 secondi. È inoltre dotato di un display digitale e funziona. Questo dispositivo è illuminato per facilitare l'inserimento nel condotto uditivo. I dispositivi sono adatti per la misurazione della temperatura nei bambini di età superiore ai 3 anni e negli adulti, perché i bambini hanno un condotto uditivo troppo sottile in cui la punta del termometro non si adatta.

frontale a infrarossi i termometri vengono semplicemente applicati sulla fronte. Funzionano secondo lo stesso principio dell'orecchio. Uno dei vantaggi di tali dispositivi è che possono funzionare anche senza contatto a una distanza di 2,5 cm dalla pelle. Quindi, con il loro aiuto, puoi misurare la temperatura del corpo del bambino senza svegliarlo. La velocità dei termometri frontali è di pochi secondi.

Casa per l'aria

I termometri domestici vengono utilizzati per misurare la temperatura dell'aria all'esterno o all'interno. Di solito sono realizzati versione in vetro e riempito con alcol o mercurio. In genere, l'intervallo della loro misurazione nelle prestazioni all'aperto va da -50 a +50 gradi e nella stanza da 0 a +50 gradi. Tali dispositivi possono essere trovati spesso sotto forma di decorazioni per interni o magneti da frigo.

cucina

I termometri da cucina sono progettati per misurare la temperatura di vari alimenti e ingredienti. Possono essere meccanici, elettrici o fluidi. Sono utilizzati nei casi in cui è necessario controllare rigorosamente la temperatura secondo la ricetta, ad esempio durante la preparazione del caramello. In genere, questi dispositivi sono dotati di un tubo di conservazione sigillato.

Industriale

I termometri industriali sono progettati per misurare la temperatura in vari sistemi. Di solito sono dispositivi di tipo meccanico con una freccia. Possono essere visti nella rete di approvvigionamento di acqua e gas. Modelli industriali ci sono elettrici, infrarossi, meccanici, ecc. Hanno la più ampia varietà di forme, dimensioni e campi di misura.