Un termometro a gas a volume costante è un dispositivo utilizzato per misurare la temperatura in base alla relazione tra la pressione e la temperatura di un gas a un volume costante. Ecco come funziona:
1. L'impostazione: Il termometro è costituito da un bulbo riempito con un gas (di solito elio o idrogeno), collegato a un manometro attraverso un tubo capillare. La lampadina è immersa nel mezzo di cui si desidera misurare la temperatura. Il volume del gas nella lampadina viene mantenuto costante regolando l'altezza di una colonna di mercurio in un manometro collegato al sistema.
2. Il principio: Il principio alla base di questo termometro si basa sulla legge di Gay-Lussac , che afferma che la pressione di un gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta quando il volume è mantenuto costante. Questo può essere scritto come:
P/t =costante
Dove:
* P =pressione del gas
* T =temperatura assoluta (Kelvin)
3. Misurazione:
* Punto iniziale: La lampadina viene prima immersa in un bagno di riferimento di temperatura nota (di solito il triplo punto d'acqua, 273,16 K). La pressione del gas viene misurata.
* Temperatura sconosciuta: Il bulbo viene quindi immerso nel mezzo di cui si desidera misurare la temperatura. La pressione del gas viene nuovamente misurata.
* Calcolo: Poiché il volume è costante, il rapporto tra le pressioni è direttamente proporzionale a rapporto tra le temperature:
P1/T1 =P2/T2
Dove:
* P1 =pressione alla temperatura di riferimento
* T1 =temperatura di riferimento
* P2 =pressione alla temperatura sconosciuta
* T2 =temperatura sconosciuta
Risolvere per T2, otteniamo:
T2 =(P2/P1) * T1
4. Vantaggi:
* alta precisione: I termometri a gas costante sono altamente precisi a causa della proporzionalità diretta tra pressione e temperatura.
* Intervallo di temperatura ampio: Questi termometri possono essere utilizzati per misurare le temperature su una vasta gamma, da temperature molto basse (vicino allo zero assoluto) ad alte temperature.
5. Svantaggi:
* che richiede tempo: Raggiungere l'equilibrio tra il bulbo e il mezzo può richiedere molto tempo, rendendo rallenta il processo di misurazione.
* ingombrante e complesso: L'apparato può essere ingombrante e complesso, che richiede un'attenta calibrazione e maneggevolezza.
In sintesi, Un termometro a gas a volume costante misura la temperatura sfruttando la relazione tra pressione e temperatura di un gas a volume costante. Questo metodo è molto accurato e ha un ampio intervallo di temperatura, ma richiede anche tempo e richiede una configurazione complessa.
