Темы ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ. Лекционный курс «Экспериментальные методы физических исследований» Раздел ТЕМПЕРАТУРА
Cлайд 2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА Кафедра физики И.Н. Евдокимов МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ Часть 1. Т Е М П Е Р А Т У Р А Определение понятия. Методы получения и контроля. Измерительная аппаратура. МОСКВА 2004
Cлайд 3
http://eee.gubkin.ru
Cлайд 4
http://eee.gubkin.ru
Cлайд 5
http://eee.gubkin.ru
Cлайд 6
Cлайд 7
Измерения расстояний, времени – с глубокой древности Измерения температуры – только с 18 века
Cлайд 8
Клавдий Гален (врач, II век н.э., 129-199 г.) классификация лекарственных препаратов по 12 градусам (лат. gradus - ступень) Свой «градус» имело каждое правильное лекарство от данной болезни, т.е. правильная смесь препаратов, которую называли температурой. (лат. temperatura - надлежащее смешение, правильное соотношение) Возникновение терминов
Cлайд 9
Галилео Галилей (1597 г.) термоскоп Исаак Ньютон (1701 г.) температурная шкала из 12 градусов. Реперные температуры: 0о - замерзание воды 12о - тело здорового человека. Появление приборов Начало измерений
Cлайд 10
Даниэль Габриель Фаренгейт (1714 г.) Реперные температуры: 0о - смесь вода-лед-соль 12о (96о) - тело здорового человека Андерс Цельсий - 1742 г. 100о шкала 0о – кипение воды, 100о – таяние льда Карл Линней – (1707-1778) «поворот» шкалы Цельсия к современному виду
Cлайд 11
Что такое температура ? Эксперимент - температура тел, находящихся в термическом равновесии, одинакова
Cлайд 12
Температура как термодинамическая величина Энтропия - безразмерна [T] - Джоули [T] - Кельвины Термодинамическая шкала температур может быть воспроизведена в цикле Карно
Cлайд 13
Температура как параметр уравнений состояния «Шкала газового термометра»
Cлайд 14
Температура как параметр уравнений тепловых процессов Уравнение теплового баланса Земли Q – солнечная постоянная, - альбедо (коэф-т отражения) Земли, - постоянная Стефана-Больцмана, - эмиссионная способность (коэф-т серости)
Cлайд 15
Температура как параметр равновесных функций распределения Распределение МАКСВЕЛЛА
Cлайд 16
Температура как параметр равновесных функций распределения Распределение БОЛЬЦМАНА
Cлайд 17
Температура как параметр равновесных функций распределения Распределение ФЕРМИ-ДИРАКА
Cлайд 18
Температура как параметр равновесных функций распределения Функция Планка
Cлайд 19
Флуктуации температуры
Cлайд 20
Неравновесные функции распределения Распределение по энергиям для электронов в газовом разряде
Cлайд 21
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ
Cлайд 22
Единица измерения температуры Т - кельвин (К) - - 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Термодинамическая температурная шкала Лорд Кельвин (Уильям Томсон) ( 1824 – 1907 )
Cлайд 23
Стандартная температурная шкала МПТШ-68 Международная практическая температурная шкала (МПТШ-68) (с уточнениями Консультативного комитета по термометрии 1984 г) Шкала основана: А) на 12 температурах фазовых переходов (реперных точках) измеренных эталонным газовым термометром Б) на интерполяционных приборах (термометрах), для получения температур в диапазонах между реперными точками В) на интерполяционных формулах, коэффициенты в которых определяются из условий гладкости сшивания с интерполяционными кривыми соседних диапазонов.
Cлайд 24
РЕПЕРНЫЕ ТОЧКИ МПТШ-68
Cлайд 25
Интерполяционные приборы и формулы МПТШ-68 Например, выше точки затвердевания золота TAu = 1337,58 К интерполяционный прибор - спектральный пирометр, а интерполяционная формула - закон излучения Планка : L( , T) - спектральная плотность излучения с = 0,014388 м К
Cлайд 26
Интерполяционные приборы и формулы МПТШ-68 В диапазоне от Т=903,89 К до Т=1337,58 К интерполяционный прибор - Pt-Pt10Rh термопара интерполяционная формула : Е(Т) = a + bT + cT2 Е(Т) - термоэлектродвижущая сила
Cлайд 27
РЕПЕРНЫЕ ТОЧКИ НИЖЕ 30К (ШКАЛА ВПТШ-76 )
Cлайд 28
Нестандартные температурные шкалы Шкала Цельсия. Тройная точка воды: 0,01оС 1оС = 1 К T[K] = t[oC] – 273,15 Шкала Фаренгейта. Таяние льда 32 oF Кипение воды 212 oF t[oF] = (9/5) t[oC] + 32 Шкала Рэнкина. 0oRn = 0 К 1oRn = 1oF Тройная точка воды 491,67 оRn t[oRn] = 491,67 + (9/5) t[oC]