Cтраница 3
Результаты последних измерений температур, произведенных газовым термометром по термодинамической шкале, показаны на рис. 21 - 2 в виде отклонений от температур международной шкалы. Эти отклонения показывают, что температура, соответствующая точке кипения серы, по международной шкале на 0 12 С ниже, чем температура по термодинамической шкале. [31]
Для осуществления термодинамической шкалы от точки плавления льда до точки кипения серы использовался резервуар В объемом около 1000 мл из прозрачного плавленого кварца, заполненный азотом. [32]
Описан прибор для воспроизведения точки кипения серы с точностью около 0 002 С. Приводятся результаты всестороннего изучения различных факторов, влияющих на воспроизводимость точки кипения серы. [33]
Работая в это же время в Теддингтоне, автор настоящей статьи нашел для точки затвердевания серебра значение, близкое к указанному выше и равное 960 9 С. Эти результаты не были опубликованы, так как автор не был удовлетворен воспроизводимостью точки кипения серы. Однако, когда производится градуировка по точке затвердевания золота, небольшая неточность в значении точки кипения серы не оказывает существенного влияния на значение точки затвердевания серебра, так как оно только на 102 ниже-значения точки затвердевания золота. [34]
Такой практической шкалой является Международная шкала температур, принятая на VII Международной конференции по мерам и весам в 1927 г. В качестве примера различия между точностью и воспроизводимостью-различия, играющего большую роль при измерениях температуры-рассмотрим точку кипения серы. Изучение всех результатов газотермометрических измерений, доступных в то время, показало, что точка кипения серы лежит между 444 50 и 444 60 и, повидимому, ближе к последнему значению. Поэтому по Международной шкале температур точка серы определена как 444 60, хотя при этом отмечается, что второй десятичный знак точно не известен. Таким путем мы получаем шкалу, которую в любое время и в различных лабораториях можно воспроизводить с точностью до 0 005 и которая в пределах 0 1, безусловно, согласуется с термодинамической. [35]
Как видно из схемы поверки приборов, измеряющих температуру ( см. фиг. Наибольшая точность указана для точек таяния льда и кипения воды - точность до 0 001 С, точка кипения серы дана с точностью до 0 01 С, а точки затвердевания серебра и золота даны с точностью всего до 0 1 С. [36]
Реперными точками первой МПТШ являлись точки кипения кислорода, воды и серы, точки затвердевания воды, серебра и золота. В современной редакции шкалы добавлены точки кипения водорода и неона, тройные точки водорода, неона, аргона, кислорода и воды, точки затвердевания олова и цинка; в свою очередь точка кипения серы исключена. В последние годы тройные точки и точки затвердевания считаются более предпочтительными по сравнению с точками кипения по простой причине: они могут быть реализованы без необходимости измерять давление. Продолжающийся рост требований к увеличению точности реализации точек кипения приводит к необходимости более точных измерений давления, что сопряжено с очень большими трудностями. [37]
Кривая значений, полученных с помощью уравнения ( 168), приведена на фиг. Температуры, измеренные двумя газовыми термометрами, обозначенными в таблице условно как красный и зеленый, отличаются друг от друга; разность их показаний, приведенная в предпоследней колонке таблицы, достигает значения 0 04 С в точке кипения серы. Отклонения измеренных величин At; от вычисленных с помощью этого уравнения оказываются меньше погрешности измерения. [38]
Дея и Сосмана ( 1911 г.) с газовым термометром, которые получили значения, равные соответственно 1064 и 1062 4 С. Таким образом, нет оснований считать, что температура плавления золота известна с абсолютной точностью, большей чем 1, и, следовательно, нет доказательств того, что квадратичная экстраполяционная формула для платинового термометра, полученная в точке кипения серы, непригодна для точки плавления золота. Если температуру кипения серы принять равной 444 70 С, как предлагают Блейсделл и Кей, то значение точки золота, полученное при помощи платинового термометра, увеличится на 0 7 С, и совпадение с газовым термометром улучшится еще более. [39]
Недавние исследования, проведенные в Массачусетсом Технологическом институте, показывают, что в интервале от 200 С до точки кипения серы имеются более существенные расхождения между шкалами. Были сравнены показания двух газовых азотных термометров и платиновых термометров сопротивления при 0, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350 С, в ючке кипения ртути, при 400 С и в точке кипения серы. [40]
Поскольку при работе эти термометры обычно монтируются в калориметрах с помощью мягкого припоя, обеспечение теплопроводности с внешней поверхностью защитной оболочки в данном случае не является проблемой. Платиновые провода герметично пропускаются через стеклянный колпачок, который закрывает конец платиновой гильзы. В точке кипения серы стекло становится проводящим, вследствие чего, не обеспечивается достаточная изоляция выводов и, следовательно, увеличивается трудность градуировки термометра при этой температуре. Чтобы обеспечить тепловой контакт между чувствительным элементом и оболочкой в этих термометрах при температурах ниже или близких к 10 К, оболочки термометров наполняются свободным от водорода гелием, содержащим незначительное количество кислорода. [41]
Та часть проволоки, сопротивление которой измеряется, должна состоять только из платины и иметь всюду одинаковую температуру, равную той, которую требуется измерить. После изготовления термометр необходимо подвергнуть отжигу при температуре не ниже 660 С. Для эталонирования платиновых термометров сопротивления в точке кипения серы были установлены условия проведения измерений, касающиеся чистоты серы, конструкции кипятильника, устройства экрана, защищающего от излучения, и методики измерений. [42]
Работая в это же время в Теддингтоне, автор настоящей статьи нашел для точки затвердевания серебра значение, близкое к указанному выше и равное 960 9 С. Эти результаты не были опубликованы, так как автор не был удовлетворен воспроизводимостью точки кипения серы. Однако, когда производится градуировка по точке затвердевания золота, небольшая неточность в значении точки кипения серы не оказывает существенного влияния на значение точки затвердевания серебра, так как оно только на 102 ниже-значения точки затвердевания золота. [43]
Определение температур по абсолютной шкале является трудным, но все же вполне возможным. Для большинства практических целей удовлетворяются приближенной оценкой. Например, температура точки льда известна с точностью в несколько сотых долей градуса Кельвина, температура точки кипения серы - с точностью до одной десятой градуса. [44]
С до 4000 С по 6 пост, точкам ( в соответствии с уточненным изданием положения о Международной температурной шкале 1948, принятого 11 - й Генеральной конференцией по мерам и весам) применяют эталонный метод. К шести первичным пост, точкам относятся: точка кипения кислорода 182 97 С, тройная точка воды 0 01 С, точка кипения серы 444 6 С, точка затвердевания серебра 960 8 С, точка затвердевания золота 1063 С. Международная температурная шкала, воспроизводимая эталонным методом, хранится и передается образцовым приборам с помощью рабочих эталонов ( эталонных термометров сопротивления, эталонных термопар, эталонных температурных ламп и эталонных оптич. Для измерения промежуточных темп-р применяются интерпо-ляц. Экстрополяция теми-р ниже - 182 97 С производится с помощью газового термометра. [45]