10822 Laboratorium materiałoznawstwa6

12

zmieniają się pod wpływem zmian temperatury: ogrzewania lub oziębiania. Nie znamy jednak takiego ciała, w którym zmiany jednej z właściwości fizycznych pozwalałyby mierzyć temperaturę z dostateczną dokładnością w szerokim zakresie. Wynika stąd konieozność stosowania różnych metod pomiarowyoh, a tym samym i różnych rodzajów termometrów.

Dla określenia dowolnego stanu cieplnego ciała, konieczne jest przypisanie mu odpowiednich wartości liczbowych temperatury. Pojawia się więc konieczność przyjęcia określonej skali temperatur, opartej na zmianach stanu skupienia ciał. Tego rodzaju skal temperatur może być nieskończenie wiele.

Konieczna jest jednak skala temperatur słuszna dla wszystkich ciał w dowolnym zakresie i niezależna od zastosowanej substancji termicznej. Wymagania takie spełnia termodynamiczna skala temperatur Kelwina, oparta na sprawności odwracalnego obiegu Carnota. Sprawność obiegu

\

Carnota dąży do 1 jeżeli temperatura odbiornika ciepła T^—► 0 absolutnego, tj. do takiego stanu, przy którym ustaje ruch cząstek gazu.

Jeżeli teraz przyjmiemy drugi punkt charakterystyczny, np. punkt topnienia lodu, to możemy określić skalę temperatur. Przyjmując wartość liczbową temperatury dla punktu topnienia lodu za 0°C, wypadnie nam z obliczeń, że temperatura zera bezwzględnego T = -275,15°C. Jeżeli przyjąć, że temperatura zera bezwzględnego wynosi T »

= 0 K, to temperatura topnienia lodu wyniesie T= 273.15 K.

Zgodnie z międzynarodową praktyozną skalą temperatur ustaloną w 1968 r. oraz międzynarodowym układem jednostek miar SI, obowiązującym w Polsce, podstawową temperaturą jest temperatura termodynamiczna o symbolu T, a jej jednostką Kelvin - symbol K.

Jednostką temperatury Celsjusza jest stopień Celsjusza - symbol °C, równy Kelwinowi. Temperaturę Celsjusza definiuje się wzorem:

gdzie: T_q = 273,15 K.

Wiele używanych dziś jeszcze przyrządów wyskalowanyoh jest w stopniach R’eaumura [°r] lub Fahrenheita [°?J. Tabela 1.1 podaje sposób przeliczania stopni różnych skal termometrycznych.

Tabela 1.1

Przeliczenie stopni w różnych skalach termometryoznych

Oznaczenie	[°c]	[VI
— X o o u	X	| x + 32
X°F =	-f- U - 32)	X
x°R =	i ^1	^+ 52
x K =	x - 273	\ (x - 273) + 32

°C - stopnie Celsjusza, °F - stopnie Fahrenheita, °R -stopnie R’eumura, K - stopnie Kelwina.

1.2.2. Zasada działania tennoelementu

Termoelementem (termoparą, termoogniwem) (rys. 1.1) nazywamy połączone w jednym końcu dwa różne materiały czyste lub ich stopy. Miejsce połączenia metali (1) nazywamy spoiną pomiarową lub gorącymi końcami, druty tworzące termoelement (2) - termoelektrodami natomiast swobodne końce drutów (3) - wolnymi lub zimnymi końcami. Jeżeli spoina (1) będzie mieć różną temperaturę od wolnych końców (3), to w termoelemencie powstanie siła termoelektryczne, która objawi się powstaniem różnicy potencjałów na końcach wolnych (3)-