Cтраница 2
Руководясь совокупностью лучших из существующих данных, изменение удельного веса S с переменою температуры t ( определенной по водородному термометру) может быть выражено ( Менделеев. [16]
В 1894 - 1898 гг. для термометрической лаборатории, под общим руководством Д. И. Менделеева, был собран, установлен и отградуирован водородный термометр, части которого были выписаны от той же фирмы ( Голац), которой был поставлен аналогичный термометр для Международного бюро мер и весов. Одновременно был изготовлен нормальный барометр. В основу был положен барометр, устроенный Д. И. Менделеевым еще в 70 - х годах при работе по определению упругости газов. [17]
Переход на новый эталон практически не отразился на шкале применяемых термометров, поскольку шкала термометров Цельсия весьма близка к шкале стоградусного водородного термометра, а прочие шкалы связаны со шкалой Цельсия строго определенными соотношениями. Определение и значение единицы количества теплоты были установлены далеко не сразу. Первоначально в определении фигурировали неметрическая единица веса и градус Реомюра. Лавуазье и Лаплас принимали ( 1780 г.) за единицу количество теплоты, необходимое для повышения температуры фунта воды на один градус термометра Реомюра. [18]
Значения термодинамических температур по шкале, выраженной в общем виде уравнением ( 20), действительно очень близки к температурам, полученным по шкале водородного термометра. Эта шкала является и в настоящее время основной температурной шкалой, на которой должны основываться все измерения температуры. [19]
St мы должны взять по формуле I, а не по формуле II, так как Купфер и Ченей дают температуры по шкале ртутного термометра без приведения к водородному термометру. [20]
Первый шаг по пути к тому, чтобы газовая шкала стала легко доступной, был сделан Шаппюи в 1888 г. Он сравнивал четыре стандартных ртутно-стеклянных термометра со своим водородным термометром постоянного объема. Поправки, необходимые для того, чтобы привести показания этих термометров ( которые применялись в качестве абсолютных инструментов для воспроизведения шкалы ртутно-стеклянных термометров) к водородной шкале постоянного объема, определялись в области от 0 до 100 С с точностью до 0 005 С. Аналогичные термометры, сделанные из того же самого стекла, были распределены между лабораториями эталонов в различных странах. [21]
На основании исследований Джоуля и Томсона с учетом известных данных о неидеальности различных газов в 1887 г. Международным комитетом мер и весов было принято решение об утверждении в качестве температурного эталона водородного термометра постоянного объема ( плотности) с начальным давлением ( при О С) 1 м рт. ст. и стоградусным равномерным по давлению делением шкалы в промежутке между точками таяния льда и кипения воды при нормальном давлении. Неудобный в обращении водородный термометр был заменен эталонированными ртутными термометрами. Проведенные исследования показали, что максимальный разброс показаний ртутных эталонированных термометров из верредура различных плавок при 50 С не превышает 0 02 К. [22]
По международному соглашению размер Кельвина определяется из-следующего условия: температура тройной точки воды ( § 12.8) считается точно равной 273 16 К - Следовательно, если температурный интервал между абсолютным нулем и температурой тройной точки воды по шкале водородного термометра разделить на 273 16 части, то одна такая часть и определяет размер Кельвина. Так как тройной точке воды соответствует температура 0 ( 01 G, то температура таяния льда по новой шкале будет 273 15 К. Поскольку кельвин по величине равен градусу Цельсия, то температура кипения воды при нормальном давлении будет 373 15 К. [23]
Ртутный термометр, откалиброванный таким образом, что он показывает 0 С в смеси воды со льдом и 100 С в кипящей воде, в промежуточных точках шкалы имеет точность, не превышающую 0 1 градуса ( град), а водородный термометр позволяет производить измерения температуры в этом диапазоне с намного большей точностью. [25]
По DIN 7180 соответственно решению Генеральной конференции мер и весов ( 1927 г.) метрической мерой длины для технических измерений в настоящее время служит) сйг 0 64384696 мк, где A d / - - длина волны красной линии кадмия в сухом воздухе, содержащем 0 3 % COz, при показаниях барометра 760 мм рт. ст., 15 водородного термометра и при ускорении силы тяжести g 9 80665 м / сек. [26]
Газовый термометр постоянного давления применяется в настоящее время довольно редко. Гелиевые и водородные термометры постоянного объема успешно используются при температурах ниже 0 С. При умеренно высоких температурах материал, применяемый для резервуаров термометров, становится проницаемым для водорода и гелия. Кроме того, водород при этих температурах вступает в реакцию с веществом, из которого делаются резервуары, так что при температурах, превышающих примерно 100 С, успешная работа с ним становится затруднительной. Было установлено, что при более высоких температурах удовлетворительные результаты дает применение азота. [27]
Многие реальные газы, такие, как гелий, неон и в особенности водород, в широком интервале температур по своим свойствам весьма мало отличаются от идеального газа. Шкала водородного термометра, основанная на изменении давления водорода в зависимости от температуры при постоянном объеме с внесенными поправками на отклонение свойств реального газа от идеального, представляет практическое осуществление термодинамической ( абсолютной) шкалы температур. [28]
На основании исследований Джоуля и Томсона с учетом известных данных о неидеальности различных газов в 1887 г. Международным комитетом мер и весов было принято решение об утверждении в качестве температурного эталона водородного термометра постоянного объема ( плотности) с начальным давлением ( при О С) 1 м рт. ст. и стоградусным равномерным по давлению делением шкалы в промежутке между точками таяния льда и кипения воды при нормальном давлении. Неудобный в обращении водородный термометр был заменен эталонированными ртутными термометрами. Проведенные исследования показали, что максимальный разброс показаний ртутных эталонированных термометров из верредура различных плавок при 50 С не превышает 0 02 К. [29]
Известно, что некоторые реальные газы ( водород, гелий, неон, азот) в широком интервале температур но своим свойствам сравнительно мало отличаются от идеального газа. Так, шкала водородного термометра ( с учетом поправки на отклонение свойства реального газа от идеального) представляет собой практическое осуществление абсолютной шкалы температуры. [30]