Презентация на тему: Обеспечение единства измерения температуры. Температурные шкалы

Лекционный курс«Экспериментальные методы физических исследований»РазделТЕМПЕРАТУРА ТемыОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФРОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНАКафедра физикиИ.Н. ЕвдокимовМЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙЧасть 1.Т Е М П Е Р А Т У Р АОпределение понятия. Методы получения и контроля.Измерительная аппаратура.МОСКВА 2004

Измерения расстояний, времени – с глубокой древности Измерения температуры – только с 18 века

Клавдий Гален (врач, II век н.э., 129-199 г.)классификация лекарственных препаратовпо 12 градусам(лат. gradus - ступень) Свой «градус» имело каждое правильное лекарствоот данной болезни, т.е. правильная смесь препаратов,которую называли температурой.(лат. temperatura - надлежащее смешение, правильное соотношение)

Галилео Галилей (1597 г.)термоскопИсаак Ньютон (1701 г.) температурная шкала из 12 градусов.Реперные температуры:0о - замерзание воды12о - тело здорового человека.

Даниэль Габриель Фаренгейт (1714 г.) Реперные температуры:0о - смесь вода-лед-соль12о (96о) - тело здорового человекаАндерс Цельсий - 1742 г.100о шкала0о – кипение воды,100о – таяние льда Карл Линней – (1707-1778)«поворот» шкалы Цельсияк современному виду

Эксперимент - температура тел,находящихся в термическом равновесии,одинакова

Температуракак термодинамическая величина Энтропия - безразмерна[T] - Джоули [T] - Кельвины Термодинамическая шкала температурможет быть воспроизведена в цикле Карно

Температуракак параметр уравнений состояния «Шкала газового термометра»

Температуракак параметр уравнений тепловых процессов УравнениетепловогобалансаЗемли Q – солнечная постоянная, - альбедо (коэф-т отражения) Земли, - постоянная Стефана-Больцмана, - эмиссионнаяспособность (коэф-т серости)

Температура как параметр равновесных функций распределения Распределение МАКСВЕЛЛА

Температура как параметр равновесных функций распределения Распределение БОЛЬЦМАНА

Температура как параметр равновесных функций распределения Распределение ФЕРМИ-ДИРАКА

Температура как параметр равновесных функций распределения

Флуктуации температуры

Неравновесные функции распределения Распределение по энергиямдля электронов в газовом разряде

ТЕМПЕРАТУРНЫЕШКАЛЫ

Единица измерения температуры Т- кельвин (К) - - 1/273,16 термодинамической температурытройной точки воды. Лорд Кельвин (Уильям Томсон)( 1824 – 1907 )

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 термометромБ) на интерполяционных приборах (термометрах), дляполучения температур в диапазонах между реперными точкамиВ) на интерполяционных формулах, коэффициенты в которых определяются из условий гладкости сшивания с интерполяционными кривыми соседних диапазонов.

РЕПЕРНЫЕТОЧКИМПТШ-68

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 излученияс = 0,014388 мК

Интерполяционные приборы и формулыМПТШ-68 В диапазоне от Т=903,89 К до Т=1337,58 Кинтерполяционный прибор - Pt-Pt10Rh термопараинтерполяционная формула : Е(Т) = a + bT + cT2 Е(Т) - термоэлектродвижущая сила

РЕПЕРНЫЕ ТОЧКИ НИЖЕ 30К(ШКАЛА ВПТШ-76 )

Нестандартные температурные шкалы Шкала Цельсия.Тройная точка воды: 0,01оС1оС = 1 К T[K] = t[oC] – 273,15 Шкала Фаренгейта.Таяние льда 32 oFКипение воды 212 oFt[oF] = (9/5) t[oC] + 32 Шкала Рэнкина. 0oRn = 0 К1oRn = 1oFТройная точка воды 491,67 оRn t[oRn] = 491,67 + (9/5) t[oC]