A hőmérséklet és a termodinamikai egyensúly
Termodinamikai egyensúly - a rendszer állapotának változatlan marad, amely időpontban a rendszert makroszkopikus mennyiségek (hőmérséklet, nyomás, térfogat, entrópia). Általában ezek az értékek nem állandó, csak ingadozik (oszcillál) átlagértéke körüli.
A gyakorlatban az a feltétel, szigetelés jelenti, hogy egyensúlyi folyamatokban folytassa sokkal gyorsabb, mint a változtatásokat a rendszer határain (azaz változások a külső környezet tekintetében a rendszer), és a rendszert váltott a környező anyag és az energia. Más szóval, a termodinamikai egyensúly eléréséig, amikor az árfolyam a relaxációs folyamatok elég nagy (általában ez jellemző a magas hőmérsékletű folyamatok), vagy nagy idő, hogy az egyensúly eléréséhez (ez a helyzet a geológiai folyamatok).
A tényleges folyamat gyakran végrehajtott részleges egyensúlyi, de ennek mértéke hiányos lehet jelentős és szignifikáns. Ebben az esetben három lehetőség van:
1. egyensúly elérése bármely része (vagy részei) viszonylag nagy mérete a rendszer - a helyi egyensúly
2. hiányos egyensúly elérésekor miatt sebesség különbség a relaxációs folyamatok játszódnak le az rendszer - a parciális egyensúlyi,
3. vannak mind a helyi és a parciális egyensúlyi.
Termodinamikai egyensúly ÉS HŐMÉRSÉKLET
Termodinamikai egyensúly - egy állami rendszer, amelyben a beállítások maradnak tetszőlegesen hosszú ideig állandó külső körülmények.
Hőmérséklet - a fizikai mennyiség, amely jellemzi a termodinamikai egyensúlyban makroszkopikus rendszerek és határozza meg az irányt közötti hőátadás a testek (a meleg a hideg).
Nemzetközi gyakorlati skála beosztással Celsius-fokban (° C). \
Referenciapontok:
a víz fagyáspontja atmoszferikus nyomáson;
a víz forráspontja légköri nyomáson.
Termodinamikai hőmérséklet skála (abszolút hőmérséklet skála) kalibráljuk Kelvin fokban (K). A referenciapont venni a víz hármaspontja :. - hőmérséklet és a nyomás, amelyen a jég, víz és telített gőz van termodinamikai egyensúlyban.
Termodinamikai hőmérséklet (T), és a nemzetközi gyakorlati Hőmérséklet skála (t) kapcsolja össze :.
Hagyja, hogy a két szerv kezdetben különböző hőmérsékleteken és. .
Hőcsere révén energiát megy a meleg a hideg szervekkel.
Hőcserélő fog bekövetkezni, amíg a hőmérséklet a testek vonalban vannak.
Tegyük fel, hogy - a tömege az első test, - a fajlagos hőkapacitása - a hőmennyiség, amelyet továbbítani kell egy kilogramm az anyag, amelyből a test készült, hogy növelje annak hőmérséklete egy fokkal.
Ennek megfelelően, - a tömegüket és a hőkapacitása a második test anyag.
Ezután a hőmennyiség, hogy elveszti az első test, egyenlő a hőmennyiség, amely belép egy második, ha a rendszer izoláljuk:
- a hő egyensúly egyenlet.
A hő-egyenleteket lehet számítani a megállapított bekövetkeztével a termodinamikai egyensúlyi hőmérséklet:
.
Zero főtétele (általános főtétele) - a fizikai elv, amely kimondja, hogy függetlenül a kezdeti állapotban a rendszer a végén termodinamikai egyensúly jön létre egy rögzített külső körülmények, valamint az összes alkatrész a rendszer, ha a termodinamikai egyensúly ugyanaz lesz a hőmérséklet.
Megjegyzés - A nulla főtétele:
Minden egyes izolált termodinamikai rendszerben van egy termodinamikai egyensúlyban, amely rögzített környezeti körülmények között idővel spontán eléri.
Ahhoz, hogy mérjük a hőmérsékletet egy test kell hozni a termikus érintkezésbe a hőmérő. Hőmérő - hőmérő. A fő része a hőmérő termometriás test hajtott hővezető kapcsolatban vannak a tárgy, amelynek hőmérséklete a mérendő. A termometriás folyadék hőmérő test higanyt vagy színezett alkohol. A termometriás ellenállás-hőmérő test egy fémhuzal, és a hőmérsékletet úgy határozzuk meg, hogy elektromos ellenállását. A hőmérő nem kell nagy tömegű: hatalmas hőmérő meg fogja változtatni a hőmérséklet a test, amelyre hozzuk termikus kapcsolódással.
A hőmérő érzékeli saját hőmérséklete megegyezik a testhőmérséklet, akivel termodinamikai egyensúlyban.
Ahhoz, hogy mérjük a hőmérséklet-függését segítségével bármilyen makroszkopikus mennyiségben (térfogat, nyomás, elektromos ellenállás, és mások.) Hőmérséklet. A gyakorlatban, a leggyakrabban használt folyadék térfogat viszonyt (higany, alkohol), a hőmérséklet (folyékony hőmérők). Először is létre kell hozni egy hőmérsékleti skála, amely lehetővé teszi, hogy tulajdonítani bizonyos számú hőmérsékletet. Berendezés leginkább hőmérők azon a feltételezésen alapul, hogy az alapul szolgáló mérési fizikai tulajdonság termometriás test folyamatosan lineárisan függ a hőmérséklettől. A skála a kiválasztott két úgynevezett referenciapontok, amelyek vannak rendelve tetszőleges értéket a hőmérséklet és a skála közöttük van osztva egyenlő részre. Ez létrehozza a hőmérséklet mértékegységét. A metrikus rendszer a Celsius skála (International Practical Temperature Scale) elfogadta a gyakorlati felhasználásra. Az építőiparban a skála, azt feltételezzük, hogy a normál légköri nyomáson jég olvadási hőmérséklet 0 ° C és a víz forráspontja 100 ° C (referencia pont). A skála 0 és 100 közötti pontok vannak osztva 100 egyenlő részre, úgynevezett fok. Mozgó a mutatót (folyékony hőmérők - végén a folyadék pillér) egy részlege felel meg hőmérsékletének változását 1 ° C-on Rendeltetése hőmérséklet Celsius - t ° C-on
Az ilyen hőmérők jelentős hátrányai: 1) A hőmérséklet-tartomány korlátozott: alacsony hőmérsékleten a folyadék megszilárdul elpárologni magas; 2) jelzések különböző hőmérők, például a higany és az alkohol, amely egybeesik át 0 ° C-on és 100 ° C-on nem esik egybe a más hőmérsékleteken, mivel a hőmérsékleti együtthatója volumenpótlással alkohol és a higany különböző hőmérsékletfüggő.
Gáz hőmérő alkalmatlan detektálására a hőmérséklet a magas hőmérséklet, amelynél a termikus disszociációja és az ionizációs és nagyon alacsony hőmérsékleten, amelyen az összes reális gázok lecsapódik.
Párologtató urnye SHK ala rendszerek összehasonlíthatóságát számértékek a hőmérséklet. A hőmérséklet nem közvetlenül mérhető mennyiség; értéke szerint határozzuk meg a hőmérséklet-változásának bármely kényelmes mérésére fizikai tulajdonságait a termometrikus anyagok (lásd. Termometria). Kiválasztása termometriai anyag és a tulajdon, be kell állítani a kiindulási pont a referencia és a hőmérséklet egység mérete - diplomát. Így meghatározott empirikus T. W. T. W. általában fix két alapvető megfelelő hőmérséklet pontok a fázisegyensúlyi az egykomponensű rendszerek (ún kiindulási pont vagy állandó), közötti távolság, amely az úgynevezett alapvető hőmérsékleti skála intervallumban. Referenciapontként használjuk: a hármas pont a víz, a víz forráspontja, hidrogén és oxigén, a megszilárdulási pontja ezüst, arany, stb A méret a készülék intervallumot (hőmérséklet egység) van beállítva, mint egy bizonyos hányadát az alapvető intervallum .. A referenciapont T m. átvevő a referencia pont. Így lehetséges, hogy meghatározza empirikusan (feltételes) T. w. bármelyike szerinti termometriás tulajdonság x. Ha feltételezzük, hogy a kapcsolat a hőmérséklet t x és lineáris, a hőmérséklet tx = N (xt- x0) / (xn- x0), ahol xt, x0 és xn - numerikus érték az ingatlan hőmérsékleten t x a kezdeti és a végső pont az alap intervallum , (xn- x0) / n - méretű fok n - a osztások száma az alapvető intervallum.
Hőmérő - mérésére szolgáló eszközt a levegő hőmérséklete, a talaj, a víz, és így tovább. Számos típusú hőmérők:
Folyékony hőmérők elvén alapuló változások folyadék mennyiségét, amely tele van egy hőmérővel (általában egy higanyt vagy alkohol), ha a környezeti hőmérséklet-változás.
A kapcsolat a tilalmat a higany használatát számos területen folyik keresett alternatív tartalmat háztartási hőmérők. Például, egy helyettesítő lehet egy ötvözet galinstan.
A eltávolítása a kiömlött higany egy törött hőmérő, lásd. Cikk higanymentesitési
Hőmérők ilyen típusú működnek ugyanazon az elven, mint a folyadék, hanem mint egy szenzor ispolzuetsyametallicheskaya rendszerint spirális vagy csík bimetál.
A működés elve alapul elektromos hőmérők izmeneniisoprotivleniya vezetőt, ha a környezeti hőmérséklet-változás.
Elektromos hőmérők szélesebb alapú natermoparah (sraznoyelektrootritsatelnostyu közötti érintkezés a fém érintkező létrehoz egy potenciális különbség a hőmérséklettől függően).
A legpontosabb és időben állandóak, a ellenállás-hőmérők alapuló platina drót vagy platina bepárlással egy kerámia. A legszélesebb körben PT100 (ellenállás 0 ° C - 100 # 937;) PT1000 (ellenállás 0 ° C - 1000 # 937;) (IEC751). A függés hőmérséklet közel lineáris és követi egy kvadratikus jogot pozitív hőmérsékleten, és a 4. egyenlet mértékben negatív (megfelelő konstansok nagyon kicsi, és ez a függőség az első közelítésben lehet tekinteni lineáris). Hőmérséklet-tartomány -200 - +850 ° C-on
Ennélfogva, RT rezisztencia t ° C hőmérsékleten, R0 ellenállás 0 ° C-on, és a konstansok (a platina ellenállás) -
Optikai hőmérők amelyekkel rögzíteni a hőmérséklet megváltoztatásával a fényesség szintjét tartományban és más paraméterek (lásd. Száloptikai hőmérséklet mérés), hőmérséklet. Például, infravörös méterre testhőmérséklet.
Infravörös hőmérő hőmérsékletének mérésére való közvetlen érintkezés nélkül az ember. A fejlett országokban, van egy tendencia, hogy a hosszú ideig nem higanyos hőmérők javára infravörös, nemcsak a kórházakban, hanem a mindennapi életben.
Infravörös hőmérő számos előnye van, nevezetesen:
* Biztonságos használat (még ha a súlyos mechanikai egészségkárosodást okozhat nincs veszélyben)
* Nagyobb pontosság
* Minimális kezelési idő (mérést 0,5 másodpercig)
* Az a képesség, hogy csoportot adatgyűjtés