1. Il principio:
* La legge di Charles: Questa legge afferma che il volume di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta quando la pressione viene mantenuta costante.
* Legge di Gay-Lussac: Questa legge afferma che la pressione di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta quando il volume è mantenuto costante.
2. Componenti:
* Bulbo: Contiene una quantità fissa di gas, di solito idrogeno o elio, a causa della loro natura inerti e della bassa temperatura di liquefazione.
* STEM: Collega il bulbo a un manometro o un manometro.
* Gaust/manometro: Misura la pressione del gas all'interno del bulbo.
3. Funzionamento:
1. Riscaldamento: Quando il bulbo viene riscaldato, le molecole di gas al suo interno guadagnano energia cinetica e si muovono più velocemente. Questo aumento del movimento provoca l'espansione del gas (secondo la legge di Charles) o l'aumento della pressione (secondo la legge di Gay-Lussac).
2. Misurazione: Il manometro o il manometro misura la variazione di pressione o volume, che è direttamente correlata alla variazione di temperatura.
3. Calibrazione: Il termometro a gas è calibrato rispetto a uno standard di temperatura noto, come il triplo punto di acqua (0,01 ° C), per stabilire una relazione precisa tra la pressione/volume misurata e la temperatura corrispondente.
4. Determinazione della temperatura: Confrontando la pressione/volume misurata con i valori calibrati, è possibile determinare la temperatura dell'ambiente sconosciuto.
Tipi di termometri a gas:
* Termometro a gas con volume costante: Il volume del gas viene mantenuto costante e le variazioni di pressione vengono misurate per determinare la temperatura.
* Termometro a gas a pressione costante: La pressione del gas viene mantenuta costante e le variazioni del volume vengono misurate per determinare la temperatura.
Vantaggi:
* Elevata precisione: I termometri a gas sono altamente precisi, soprattutto a basse temperature.
* Intervallo di temperatura ampio: Possono misurare le temperature da molto basse a molto alte.
* Affidabile: Sono strumenti relativamente stabili e affidabili.
Svantaggi:
* Risposta lenta: I termometri a gas sono più lenti a rispondere alle variazioni di temperatura rispetto ad altri tipi di termometri.
* ingombrante e fragile: Possono essere voluminosi e fragili, rendendoli meno portatili.
Applicazioni:
* Ricerca scientifica: Per misurazioni di temperatura accurate nei laboratori e nelle impostazioni di ricerca.
* Calibrazione di altri termometri: Utilizzato per calibrare altri tipi di termometri, garantendo la loro precisione.
* Standard di temperatura: I termometri a gas sono usati come standard primari per la misurazione della temperatura.
In sintesi, un termometro a gas funziona utilizzando il principio della legge di Charles o della legge di Gay-Lussac, misurando la variazione di pressione o volume di una quantità fissa di gas per determinare la temperatura corrispondente. Sono molto precisi, ma possono essere lenti e ingombranti, rendendoli adatti a applicazioni specifiche.
