Măsurarea Temperaturii

I. GENERALITĂŢI

Temperatura este un parametru de stare a unui corp. Definiţia temperaturii legale este dată de două condiţii :

prima condiţie defineşte raportul a două temperaturi şi este realizată prin admiterea proporţionalităţii dintre produsul pv şi temperatura unui gaz în stare perfectă:

Temperatura astfel definită formează scara absolută a temperaturilor (scara Kelvin).

a doua condiţie defineşte notarea numerică a unei temperature în condiţii fizice precizate, ceea ce duce evidenta şi la stabilirea concomitenta a unităţii de măsură.Această condiţie este realizată admiţand că pentru triplu al apei avem temperature de 273,16o K.

În scara de temperature astfel definită,apa distilată la presiunea normală de o atmosferă fizica are temperature de solidificare de 273,150o K şi cea de fierberea de 273,150o K.

Rezultă deci că intervalul de temperaturi între punctele de solidificare şi de fierbere ale apei la această presiune este de 100 grd. Acest lucru se datoreşte faptului că iniţial scara temperaturilor, deci şi unitatea de măsură, a fost definită astfel încît această diferenţă să fie cu 100 grd de unde şi denumirea de grad – centigrad.

În scara centigrada de temperaturi ( scara Celsius), valoarea unităţii de măsură, gradul este aceeaşi, dar originea este schimbată: temperatura normală de solidificare a apei 273,150o K = 0o C temperatura normală de fierbere a apei 373,150o K = 100o C. Scara centigradă de temperaturi este mai comodă pentru măsurarea temperaturilor uzuale din mediul ambient.

Temperaturile absolute se notează cu To K, iar în scara Celsius cu to C.

Corespondenţa numerică este:

Temperatura este un parametru important al stării termice a unui corp.Valoarea acestui parametru determină condiţia de echilibru termic, cât şi sensul în care se produc schimbările de căldură între corpuri.

Se consideră două medii separate printr-un perete. Se presupune că cele două medii se aflau, fiecare în parte, în echilibru în starea iniţială.

La stabilirea contactului celor două medii cu peretele comun de separare se va observa, în general un proces fizic care modifică starea ambelor medii. Modificările de stare se datoresc unui schimb de energie prin peretele despărţitor între cele două medii. Se spune că energia astfel schimbată este sub formă termică sau că cele două medii schimbă căldură între ele. După un timp suficient, procesul încetează, cele două medii ajungând în echilibru termic.

Experienţele arată întotdeauna că:

Două medii în echilibru termic cu un al treilea sunt în echilibru şi între ele.

Acesta este enunţul clasic al principiului zero al termodinamicii.

Rezultă deci că temperatura este proprietatea comună care asigură echilibrul termic al mai multor medii.

Pe această cale se poate studia, pentru diferite medii legătura dintre diferiţi parametri măsurabili si temperatură. Se poate întocmi o listă a acelor parametri de care temperatura este univoc legată.

Pentru a defini temperatura ca parametru măsurabil se poate admite o relaţie arbitarară T=T(x), în care x este un parametru măsurabil.

Funcţia T(x) trebuie să fie şi ea astfel aleasă încît să îndeplinească două condiţii:

- Temperatura T să fie univoc determintă de x;

- Valorile temperaturilor ce rezultă din relaţie trebuie să fie în acord cu ordonarea ce rezultă din definiţia inegalităţii a două temperaturi.

Pe aceste considerente au fost concepute o serie întreagă de metode şi aparate de determinare a temperaturii.

Partea I

II. SCOPUL LUCRĂRII

Metodele şi aparatele pentru măsurarea temperaturii se clasifică (funcţie de proprietatea fizică utilizată pentru determinarea ei) în două grupe mari:

Grupa I -a care conţine metode de măsurare a temperaturii prin care aparatul de măsură este pus în contact direct cu corpul a cărui temperatură dorin să o determinăm.

Grupa a-II-a care conţine metode de măsurare a temperaturii de la distanţă fără contact direct.

În prima parte se prezintă două din cele mai des utilizate metode din prima grupă şi anume:

A- Metode care au la bază dilatarea termică şi variaţia presiunii corpului termodinamic cu temperatura (termometre de sticlă cu lichid, termometre manometrice, etc.).

B- Metode care au la bază variaţia rezistenţei electrice a corpurilor cu temperatura (termometre cu rezistenţă electrica).

În partea a doua a referatului se expun metode de determinare a temperaturii bazate pe:

C- Radiaţie termică (pirometrul optic)

D- Măsurarea forţei electromotoare ce ia naştere între sudura caldă şi rece a două metale diferite(termocupluri).