10-2 Plynové teplomery

10-1 Meranie teploty; 10-2 Plynové teplomery; 10-3 Bod absolútnej nuly; 10-4 Tlak plynov; 10-5 Stavová rovnica; 10-6 Tepelná rozťažnosť pevných telies a kvapalín; 10-7 Kalorimetria ; 10-8 Hmotnostné skupenské teplo - latentné (skryté) teplo ; 10-9 Tepelná vodivosť ; 10-10 Prúdenie tepla; 10-11 Vyžarovanie tepla ; 10-12 Veľké teplo a veľký chlad;

Úlohy

10-1 Meranie teploty

10-2 Plynové teplomery

Síce všetky teplomery – v hrubej všeobecnosti – sa chovajú rovnako a oznamujú nám, či teplota sa zvyšuje, alebo znižuje, v jemnejších detailoch sú medzi nimi predsa len rozdiely, nakoľko rôzne materiály reagujú na zvýšenú teplotu odlišným spôsobom. Ak napríklad u ortuťou, liehom, alebo vodou naplneného teplomeru označíme bod mrazu a bod varu vody (0 a 100 stupňov), a potom teplotu pomaly zvyšujeme od nula stupňov, ortuť a lieh začnú vyliezať hore okamžite, ale vodný stĺpec sa najprv zmrští, a začne stúpať, až druhé dve už dosiahli asi 4 % vzdialenosti k bodu varu. Ale dokonca aj ortuť a lieh – napriek tomu, že na dvoch hraničných bodoch sa dokonale zhodujú – stúpajú v kapiláre trochu odlišným spôsobom, nakoľko v rôznych oblastiach teplôt sa rozpínajú odlišným spôsobom.

Fyziologický pocit tepla je príliš neurčitý k tomu, aby sa dal použiť k presnejšej definícii teploty, a nemáme dokonca dôvod ani k tomu, aby sme uprednostnili ortuťou, liehom, vodou, alebo olivovým olejom plnený teplomer, alebo niektorý teplomer pracujúci bimetalom železo-meď, meď-cín a pod. pred ostatnými teplomermi. K presnej a všeobecnej definícii teplotnej stupnice preto musíme hľadať niečo iné. Riešenie nám ponúkajú plyny, lebo skúsenosť ukazuje, že všetky plyny, ak ich ohrievame, sa rozpínajú takmer rovnako. Čím je tlak plynu menší, o to je podobnosť väčšia, ale aj pri atmosferickom tlaku sú odlišnosti veľmi malé. Toto správanie sa plynov, ktoré sa líši od správania sa pevných látok aj kvapalín, súvisí s mimoriadnou jednoduchosťou ich vnútornej štruktúry; pevné látky a kvapaliny majú podstatne komplikovanejšiu štruktúru.

Obr. 10.3:Plynový teplomer. Objem plynu uzavretého v nádobe sa dá odčítať z výšky ortuťového stĺpca pred stupnicou; Aby sme mali istotu, že meriame objem plynu pri atmosferickom tlaku, pri odčítaní musí byť výška ortuťového stĺpca v oboch ramenách U-trubice rovnaká. Zohriatím plyn zväčší svoj objem a začne vytláčať ortuť z trubice. S pravou trubicou pohneme smerom dole (pri poklese teploty a objemu plynu hore), kým hladina v oboch trubiciach nebude zase rovnaká. Tým zistíme objem plynu so zmenenou teplotou (pri atmosferickom tlaku).

Plynovým teplomerom (obrázok 10.3) možno stanoviť prijateľne vernú stupnicu, nezávisle od toho, že aký plyn používame. Ak túto stupnicu už máme ostatné druhy teplomerov už dokážeme ľahko ciachovať.

10-3 Bod absolútnej nuly