 |
Измерение температуры воздуха.
|
|
|
|
Цель работы: ознакомиться с устройством метеорологических термометров, их устройством и методикой наблюдений.
Оборудование: Термометры метеорологическиеТМ-1, ТМ-2, ТМ-4, ТМ-8.
Основные положения.
Принцип действия любого термометра основан на закономерной температурной зависимости некоторого выбранного для измерения физического свойства термометра (или применяемых в нем веществ).
Метод измерения температуры и вид термометра определяется выбранной термометрической характеристикой (или выбранным термометрическим веществом), например:
Ртуть (Hg) - температура замерзания - 38,9°, температура кипения 356,9°, коэффициент расширения (при 18°) 0,00018, теплоемкость 0,126 Дж/(кг´ град.) или 0,03 кал/(г´ град.).
Спирт этиловый (C2H5OH) - температура замерзания - 117,3°; температура кипения 78,5°; коэффициент расширения 0,00110 (при 18°); теплоемкость 2,43 Дж/(кг´град.) или 0,58 кал/(г´град.).
Анализ характеристик показывает, почему для измерения более низких температур применяется в качестве термометрической жидкости спирт.
Для количественной характеристики температуры воздуха или почвы приняты термодинамическая и международная практическая шкалы. Температура по обеим шкалам может быть выражена в Кельвинах (К) и градусах (С).
Абсолютная температура обозначается символом Т, а температура в градусах Цельсия - t°С. Соотношения между температурами:
T= t + 273,15 °К, (5)
t = T - 273,15 °С (6)
В США и некоторых других странах используется температурная шкала Фаренгейта (Ф). Пересчет с одной шкалы на другую производится по формулам
t °С = 5/9´ (t°Ф- 32), (7)
t °Ф = 9/5´(t°С+32) (8)
Для измерения температуры используются следующие типы термометров: жидкостные, деформационные и электрические.
|
|
|
ТЕРМОМЕТРЫ ЖИДКОСТНЫЕ.
Термометр жидкостный представляет собой прозрачный стеклянный резервуар с припаянным к нему капилляром. Шкала в °С наносится на пластинку, жестко соединённую с ним. Термометр жидкостный с вложенной шкалой имеет внешний стеклянный чехол (рис. 13).
| резервуар |
| стеклянный чехол |
| капилляр |
| шкала |
Рис. 13. Устройство жидкостного термометра
Принцип действия термометра жидкостного основан на тепловом расширении жидкости. При нагреве резервуара от tн до tк жидкость расширяется, а резервуар, увеличивает свой объем. Вследствие этого при нагреве резервуара из него вытесняется рабочая жидкость объемом:
(9)
где V – внутренний объем резервуара, м3; β – объемный коэффициент расширения жидкости, К-1; α – коэффициент линейного расширения материала резервуара К-1. Для кварцевого стекла коэффициент линейного термического расширения менее 1·10-6 К-1 (от 20 до 1400°С).
Наиболее распространены ртутные термометры жидкостные, так как ртуть остаётся жидкой в диапазоне температур от -38 до 356°С. Кроме того, ртуть легко поддаётся очистке, не смачивает стекло, и её пары в капилляре создают малое давление. Основные недостатки термометров жидкостных — значительная тепловая инерция и не всегда удобные для работы габариты.
ТЕРМОМЕТРЫ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ. НАЗНАЧЕНИЕ.
ТМ-4 «психрометрический», срочный
| ТМ-4 «психрометрический», срочный. Для определения температуры и влажности воздуха пользуются ртутными психрометрическими термометрами метеорологическими в стационарном и аспирационном психрометре. Цена их деления 0,2°С; нижний предел измерения -35°С, верхний 40 °С (или соответственно -25°С и 50°С). При температурах ниже -35°С (вблизи точки замерзания ртути) пользуются низкоградусным спиртовым термометром метеорологическим, устройство которого аналогично психрометрическому, цена деления его шкалы 0,5°С, а пределы измерений варьируют: нижний -75, -65, -60°С, а верхний 20, 25 °С. Рабочее положение вертикальное, закрепленное в скобах штатива. |
|
|
|
|
|
|
