Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z podstawowymi rodzajami termometrów, zasadą ich działania oraz
metodami pomiarowymi.
1. Schemat stanowiska pomiarowego
a. Stanowisko do sprawdzenia termometru w punkcie 0oC
b. Stanowisko do sprawdzenia termometru w punkcie 100oC
2. Przebieg ćwiczenia
1) Sprawdzenie położenia punktu 0oC
W termostacie umieszczona jest mieszanina wody destylowanej i lodu.
Termometr jest w nim umieszczony w ten sposób, aby lód pokrywał punkt zerowy
skali termometru i żeby czujnik termometru nie dotykał ścianek. Odstawiamy
termostat na stole i nie dotykając go (może to zaburzyć wynik) czekamy 15 minut. Po
tym czasie dokonujemy pierwszego pomiaru. Następne pomiary dokonujemy w
odstępach minutowych. Dlatego, że nie ma żadnej zmiany temperatury, wykonujemy
3 pomiary.
2) Sprawdzenie położenia punku 100oC
W ebulioskopie znajduje się woda (w dolnej części); podgrzewana jest ona
grzałką elektryczną i odparowywana do skraplacza pary wodnej. Temperatura pary
wodnej wytworzonej w ebulioskopie jest funkcją ciśnienia p, które jest sumą
ciśnienia barometrycznego i nadciśnienia, pokazywanego przez mikromanometr.
Pierwszego pomiaru dokonujemy po 15 minutach (odczytujemy ciśnienie
barometryczne, temperaturę otoczenia i temperaturę pary wodnej w ebulioskopie).
Następnie w odstępach minutowych dokonujemy jeszcze dwóch pomiarów.
3. Zestawienie wyników pomiarów
t0 "=|0oC-t0|
Lp.
o o
C C
1 1 1
2 1 1
3 1 1
Średnia 1 1
Tabela 1 Tabela pomiarowa 1 - Sprawdzanie położenie punktu 0 C
Przykładowe obliczenia dla pierwszego pomiaru:
Termometr Nadciśnienie w Ciśnienie Temperatura pary
Różnica
sprawdzany ebulioskopie pomiarowe wodnej
Lp
ts "p p=pb+ "p tablice obliczenia ts-tn
o o o o
C mmH2O Pa Pa C C C
1 99,4 6,3 61,8 101261,8 99,6 100,0 0,6
2 99,4 5,9 57,9 101257,9 99,6 100,0 0,6
3 99,4 5,9 67,7 101267,7 99,6 100,0 0,6
Średnia 99,4 6,4 62,5 101262,5 99,6 100,0 0,6
pb=101200Pa tot=25,5oC
Przykładowe obliczenia dla pierwszego pomiaru:
Przeliczenie mmH2O na Pa
Obliczenie ciśnienia pomiarowego
Temperatura pary wodnej (wzór ogólny):
pnor=101325 Pa
Obliczona temperatura pary wodnej
4. Wnioski
a) Różnica pomiędzy wskazaniem temperaturą w termostacie przez termometr, a
wartością 0oC wynosi 1oC. Wartość ta mieści się w granicach błędu (dopuszczalny
błąd - 1oC)
b) Różnica pomiędzy wartością temperatury zmierzonej w ebulioskopie, a wartością
odczytaną z tablic wynosi 0,20C, natomiast różnica pomiędzy wartością zmierzoną w
ebulioskopie, a wartością wyliczoną wynosi 0,60C. Oznacza to, że termometr ten
nieprawidłowo wskazuje temperaturę (dopuszczalny błąd - 0,1oC).
c) Im niższe ciśnienie atmosferyczne, tym niższa jest temperatura wrzenia wody.