elohopealämpömittari

elohopealämpömittari eli elohopealämpömittari keksi fyysikko Daniel Gabriel Fahrenheit Amsterdamissa (1714). Se koostuu elohopeaa sisältävästä kuvusta, joka on kiinnitetty kapealäpimittaiseen lasiputkeen; elohopean tilavuus putkessa on paljon pienempi kuin kuvun tilavuus. Elohopean tilavuus muuttuu hieman lämpötilan mukaan; pieni tilavuuden muutos ajaa kapean elohopeapatsaan suhteellisen pitkälle putkea ylöspäin. Elohopean yläpuolinen tila voi olla täynnä typpeä tai se voi olla alle ilmakehän paineessa, pencilvacuumissa.

lämpömittarin kalibroimiseksi polttimo tehdään niin, että se saavuttaa lämpötasapainon jonkin lämpötilastandardin, kuten jään ja veden seoksen, ja sitten jonkin toisen standardin, kuten veden/höyryn kanssa, ja putki jaetaan säännöllisin väliajoin kiintopisteiden välille. Periaatteessa eri materiaalista valmistetut lämpömittarit (esim., värilliset alkoholilämpömittarit) voidaan olettaa antavan erilaisia keskilukemia erilaisten laajenemisominaisuuksien vuoksi; käytännössä käytetyillä aineilla on valittu kohtuullisen lineaariset laajenemisominaisuudet todellisen termodynaamisen lämpötilan funktiona, joten ne antavat samanlaiset tulokset.

lämpömittaria käyttivät Fahrenheit-ja Celsius-asteikkojen alkuunpanijat.

ruotsalainen tiedemies Anders Celsius laati Celsius-asteikon, joka kuvattiin julkaisussaan the origin of the Celsius temperature scale vuonna 1742.

Celsius käytti asteikossaan kahta kiintopistettä: sulavan jään lämpötilaa ja kiehuvan veden lämpötilaa. Idea ei ollut uusi, sillä Isaac Newton oli jo tekemässä jotain vastaavaa. Celsiusasteen erotteluna käytettiin sulamisolosuhteita, ei jäätymisolosuhteita. Kokeet saavuttaa hyvä kalibrointi hänen lämpömittari kesti 2 talvea. Tekemällä saman kokeen uudestaan ja uudestaan hän huomasi, että jää suli aina samalla kalibrointimerkillä lämpömittarissa. Hän löysi samanlaisen kiintopisteen kiehuvan veden ja vesihöyryn kalibroinnissa (kun tämä tehdään suurella tarkkuudella, vaihtelu nähdään ilmanpaineen kanssa; Celsius totesi tämän). Sillä hetkellä, kun hän irrotti lämpömittarin höyrystä, elohopeapitoisuus nousi hieman. Tämä liittyi lasin nopeaan jäähtymiseen (ja supistumiseen).

kun Celsius päätti käyttää omaa lämpötila-asteikkoaan, hän määritteli alun perin asteikkonsa ””ylösalaisin”” eli hän päätti asettaa puhtaan veden kiehumispisteeksi 0 °C (212 °F) ja jäätymispisteeksi 100 °C (32 °F).Vuotta myöhemmin ranskalainen Jean-Pierre Christin ehdotti asteikon kääntämistä siten, että jäätymispiste olisi 0 °C (32 °F) ja kiehumispiste 100 °C (212 °F).Hän antoi sille nimen Centigrade (100 grades).

lopulta Celsius ehdotti menetelmää lämpömittarin kalibroimiseksi:

aseta lämpömittarin sylinteri puhtaasta vedestä valmistettuun sulavaan jäähän ja merkitse piste, johon lämpömittarin neste stabiloituu. Tämä piste on veden jäätymis – / sulamispiste.

samalla tavalla merkitään kohta, jossa neste stabiloituu, kun lämpömittari asetetaan kiehuvaan vesihöyryyn.

Jaa pituus kahden merkin välillä 100 yhtä suureen osaan.

nämä pisteet riittävät likimääräiseen kalibrointiin, mutta molemmat vaihtelevat ilmanpaineen mukaan. Nykyään veden kolmoispistettä käytetään jäätymispisteen sijasta (kolmoispiste esiintyy lämpötilassa 273,16 kelviniä (K), 0,01 °C).

ennen todellisen termodynaamisen lämpötilan löytymistä lämpömittari määritteli lämpötilan; eri materiaaleista valmistetut lämpömittarit määrittelisivät eri lämpötila-asteikot (värillinen alkoholilämpömittari antaisi hieman erilaisen lukeman kuin elohopealämpömittari vaikkapa puoliasteikolla). Käytännössä useat materiaalit antoivat hyvin samanlaisia lämpötiloja toisilleen ja löydettäessä termodynaamiselle lämpötilalle.

Leave a Reply