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气体温度计(gasthermometer)
气体温度计(gasthermometer)
利用理想气体的状态方程PV=nRT的原理制成的温度计。它可以用压力的变化或体积的变化来测定温度,它实现的是热力学温标。
从状态方程来看,对一定量的气体,即n为常数时,当体积一定,其压强与热力学温度成正比;当压强恒定,其体积与热力学温度成正比,所以可以做一个测温泡加上测压或测体积变化的装置,构成一密闭系统,在系统内充入纯的氦气,即构成一支气体温度计。
压力测量比体积测量容易实现,一般采用定容式气体温度计。其原理图如下,B是温泡,体积为Vb,C是毛细管,处温度梯度中,其横截面为a(x),温度分布为T(x),D为死体积,其数值为V0处在室温区T0,可列以下方程:
`frac{PV_b}{RT} frac{P}{R}intfrac{a(x)}{T(x)}dx frac{PV_0}{RT_0}`
$=frac{P_0(V_b V_c V_0)}{RT_0}$
P0为全系统处在室温时充入气体的压强。忽略Vc项可得$T=frac{T_0P}{alpha(P_0-P) P_0}$,$alpha=frac{V_0}{V_b}$,此即温度计测温公式。经过一定的修正后,它是一次的基准温度计,使用范围宽(3~1400K)、精度高。
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