Szczecin, 31.05.2016r.
Ćwiczenie nr 3
POMIARY TEMPERATURY
Dominika KÅ‚osin
Technologia chemiczna, rok II
Grupa laboratoryjna 2B
Podstawy teoretyczne
Temperatura jest miarą zdolności przekazywania ciepła innym ciałom. Jeśli dwa ciała mają tę
samą temperaturę, to w bezpośrednim kontakcie nie przekazują sobie ciepła. Jeżeli
temperatura obu ciał jest różna, to następuje przekazywanie ciepła z ciała o wyższej
temperaturze do ciała o niższej  aż do wyrównania się temperatury obu ciał. Podstawą
pomiaru temperatury jest zjawisko przepływu ciepła. Obejmuje ono przewodzenie (przy
bezpośrednim zetknięciu się), promieniowanie i konwekcje. Pomiaru temperatury
dokonujemy w sposób pośredni wykorzystując zależności pewnych wielkości fizycznych od
temperatury. Zwykle jest to objętość, opór elektryczny, natężenie promieniowania i inne.
Przebieg ćwiczenia
Dokonano pomiaru temperatury różnych obiektów fizycznych (zimna woda, gorąca woda,
powietrze, płaszcz grzejny, ciekły azot), za pomocą odpowiednich urządzeń pomiarowych
(termometr rtęciowy, pirometr IR, termopara typu K, termopara typu J). Dla każdego z
obiektów wykonano 5 pomiarów. Wyniki poddano analizie statystycznej i na tej podstawie
porównano dokładność urządzeń pomiarowych.
Dane aparatury
PRZYRZ
D ZAKRES POMIAROWY
Termometr rtÄ™ciowy -5 ÷ 360 p C
Pirometr IR -50 ÷ 1370 p C
Termopara typu K -200 ÷ 1300 p C
Termopara typu J -40 ÷ 750 p C
SZACOWANA
OBIEKT
TEMPERATURA
Powietrze 25 ÷ 30 p C
Zimna woda 15 ÷ 20 p C
GorÄ…ca woda 70 ÷ 90 p C
CiekÅ‚y azot -190 ÷ -200 p C
Czasza grzejna 160 ÷ 180 p C
Dane pomiarowe i obliczeniowe dla poszczególnych urządzeń
Pirometr IR
Lp. Zimna woda GorÄ…ca woda Czasza grzejna
1 32,7 63,5 178,3
2 31,5 64,8 180,9
3 30,3 65,2 182,1
4 28,6 66,1 183,4
5 28,1 64 184
Åšrednia 30,24 64,72 181,74
Wariancja 3,728 1,037 5,133
Odchylenie
standardowe 0,8 0,45 1
średniej
Wynik 30,2 Ä… 0,8 p C 64,72 Ä… 0,45 p C 181 Ä… 1 p C
Termometr rtęciowy
Lp. Zimna woda GorÄ…ca woda Powietrze
1 25 84 28
2 25,3 84,6 28,5
3 25,7 85,3 28,3
4 26,2 86 28,7
5 26,5 86,7 29
Åšrednia 28,74 85,32 28,5
Wariancja 0,383 1,157 0,145
Odchylenie
standardowe 0,27 0,48 0,17
średniej
Wynik 28,74 Ä… 0,27 p C 85,32 Ä… 0,48 p C 28,5 Ä… 0,17 p C
Termopara typu K
Zimna
Lp. Powietrze Gorąca woda Płaszcz grzejny Ciekły azot
woda
1 0 0 75 189 -270
2 0 0 76 189 -270
3 0 0 75 190 -269
4 0 0 76 189 -270
5 0 0 75 190 -270
Åšrednia 0 0 75,4 189,4 -269,8
Wariancja 0 0 0,3 0,3 0,2
Odchylenie
standardowe 0 0 0,24 0,24 0,2
średniej
Wynik 0 p C 0 p C 75,4 Ä… 0,24 p C 189,4 Ä… 0,24 p C -269,8 Ä… 0,2 p C
Termopara typu J
Zimna
Lp. Powietrze Gorąca woda Płaszcz grzejny Ciekły azot
woda
1 0 0 90 185 -258
2 0 0 90 184 -258
3 0 0 91 185 -257
4 0 0 90 185 -257
5 0 0 90 185 -258
Åšrednia 0 0 90,2 184,8 -257,6
Wariancja 0 0 0,2 0,2 0,3
Odchylenie
standardowe 0 0 0,2 0,2 0,24
średniej
Wynik 0 p C 0 p C 90,2 Ä… 0,2 p C 184,8 Ä… 0,2 p C -257,6 Ä… 0,24 p C
Wnioski
Najmniej dokładnym urządzeniem pomiarowym okazał się pirometr IR, porównujący
promieniowanie badanego obiektu z promieniowaniem ciała doskonale czarnego. Na błędy
pomiarowe przy użyciu tego aparatu największy wpływ miało promieniowanie pochodzące z
innych z
ródeł (np. blat stołu, ścianka zlewki, opary ciekłego azotu), które zakłócały pomiar.
Termopary obu typów  gdzie temperaturą odniesienia jest temperatura otoczenia  nie
nadawały się do pomiaru temperatury powietrza i zimnej wody (której temperatura była
podobna do temperatury powietrza). Innym ograniczeniem pomiaru były dane tabelaryczne
przyporządkowane do odpowiedniej termopary, gdzie temperatura była podana z
dokładnością do 1 p C.