На фіг. 75, в зображений термометр, який вимірює розширення газу. Крапля ртуті замикає в капілярі з запаяним кінцем обсяг сухого повітря. При вимірі необхідно занурювати в середу весь термометр. Переміщення краплі ртуті в капілярі показує зміну обсягу газу; на капілярі нанесена шкала з позначками 0 і 100 для точок танення льоду і кипіння води, як і у ртутного термометра.
Такий термометр не годиться для дуже точних вимірювань Ми хочемо розповісти про газовий термометрі, щоб пояснити загальну ідею. Термометр такого типу показаний на фіг. 75, б. Ртутний барометр АВ вимірює тиск постійного обсягу газу в балоні С. Але замість того щоб відзначати висоту стовпа ртуті в барометрі в одиницях тиску, ми наносимо на ньому відмітку 0, коли балон поміщений в тане лід, і 100, коли в киплячу воду, я будуємо по ним всю шкалу Цельсія. Користуючись законом Бойля, можна показати, що шкала у термометра, показаного на фіг. 75, б, повинна бути такою ж, як і у термометра на фіг. 75, а.
Застосування газового термометра
При градуюванні газового термометра, показаного на фіг. 76, ми занурюємо балон в тане лід і наносимо на шкалу барометра позначку 0. Потім повторюємо всю процедуру, замінивши лід киплячою водою; отримуємо позначку 100. Користуючись певної таким чином шкалою, будуємо графік залежності тиску від температури. (Якщо завгодно, тиск можна висловлювати в одиницях висоти стовпа ртуті.) Потім через точки О і 100 проводимо пряму лінію і, якщо необхідно, продовжуємо її. Це буде пряма, що визначає температуру в газовій шкалою і дає стандартні значення 0 і 100 в точках танення льоду і кипіння води Тепер газовий термометр дозволить нам виміряти температуру, якщо ми знаємо тиск газу в балоні при цій температурі. Пунктирна лінія на фіг. 76 показує, як знайти температуру води, при якій тиск газу становить 0,6 м ртутного стовпа.
Після того як ми вибрали газовий термометр в якості стандарту, можна звірити з ним ртутний і гліцериновий. Так було виявлено, що розширення більшості рідин в залежності від температури, виміряної газовим термометром, кілька нелінійно Показання термометрів двох типів розходилися між точками 0 і 100, згода в яких виходить за визначенням. Але ртуть, як це не дивно, дає майже пряму лінію. Ось тепер можна сформулювати «гідність» ртуті: «По газовій шкалою температур ртуть розширюється рівномірно» Це 'дивовижний збіг показує, що свого часу ми зробили дуже вдалий вибір - саме тому зараз для безпосереднього вимірювання температури можна користуватися звичайними ртутними термометрами.
Фізика для допитливих "
ІНШІ НАШІ ПРОЕКТИ