Главная > Разное > Курс термодинамики (Микрюков В.Е.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

13. Температурная шкала

Измерение температуры производится термометром и основывается на следующем опытном факте.

Если имеется два тела, каждое из которых находится в тепловом равновесии с одним и тем же третьим телом, то все они находятся между собой в тепловом равновесии, имея одну и ту же температуру. Это условие позволяет сравнивать температуры различных тел, не приводя их в непосредственное соприкосновение между собой.

Чтобы определить температуру любого тела, достаточно выбрать какое-либо одно тело (термометр) и приводить его

в соприкосновение поочередно с различными телами, дожидаясь каждый раз теплового равновесия между ними. Показания термометра будут соответствовать температуре тела, с которым он находится в тепловом равновесии.

При выборе тела в качестве термометра необходимо условиться, по какому признаку можно судить о состоянии теплового равновесия между термометром и измеряемым телом, а также следует указать, какими единицами будет измеряться температура.

Выбираемое термометрическое свойство тела для измерения температуры должно отвечать следующим требованиям: давать однозначные определения температуры, не зависеть от влияния других факторов, кроме температуры, и точно воспроизводить и измерять температуру сравнительно простым и удобным способом.

Термометрических свойств, которые бы полностью удовлетворяли перечисленным выше требованиям, мы не имеем. Однако можно найти термометрические свойства тел, которые в большей или меньшей степени удовлетворяют поставленным требованиям. Это относится к таким свойствам тел, как объемное расширение, электродвижущая сила термопары, электрическое сопротивление металлов и излучение тел.

Термометрическая шкала. При устройстве термометра прежде всего необходимо выбрать термометрическое свойство тела и установить температурную шкалу. Допустим, что мы выбрали термометрический параметр тела который является функцией только температуры. Поэтому мы можем написать, что

где температура.

Вид функциональной зависимости выбирают произвольно, но так, чтобы она имела простую форму. Предположим, что эта функция представляет линейную зависимость, т. е.

где постоянные, не зависящие от температуры; определяются с помощью двух параметров состояний системы (температурных точек), в качестве которых принимают температуры плавления чистого льда и кипения чистой воды при давлении 760 мм рт. ст. на географической широте 45°.

Если температурам будут соответствовать численные значения термометрического параметра тела то функцию можно записать следующим образом:

Температура плавления чистого льда принимается за нуль градусов Цельсия а температурный интервал между и температурой кипения чистой воды принимается эталонным и приравнивается 100° С.

При этом условии можно определить константы

отсюда:

Средний температурный коэффициент термометрического параметра в интервале температур обозначим через

а в интервале температур через а, т. е.

или

Из сказанного вытекает, что термометрическая шкала устанавливается произвольным выбором функциональной зависимости между термометрическим параметром тела и температурой, а также произвольным выбором нулевой температуры и эталонного интервала температур в качестве единицы.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление