1-лаборатория иши суюқлик термометрларида ҳарорат ўлчаш тизимини динамик хусусиятларини ўрганиш

1-ЛАБОРАТОРИЯ ИШИ


СУЮҚЛИК ТЕРМОМЕТРЛАРИДА ҲАРОРАТ ЎЛЧАШ ТИЗИМИНИ ДИНАМИК ХУСУСИЯТЛАРИНИ ЎРГАНИШ


Ишдан мақсад
Термометрдаги типик звеноларда борадиган қонуниятларни тушуниб олиш, структурасини соддалаштиришни мисолларда кўриш, ўлчаш асбобини хусусиятларини машинали эксперимент ёрдамида ўрганиш.


Назарий қисм
Суюқликли термометрлар технологик жараён давомида хароратни назорат қилиб туриш, термосигнализация, хароратни автоматик ростлаш тизимларини, хавфли вазиятларни олдини олиш тизимларини тузиш учун қўлланилади.
Хароратни ўлчаш. Харорат – молекулалар хаотик ҳаракатларини ўртача кинетик энергиясининг ўлчови бўлиб, жисм ёки объектларнинг иссиқлик холатини кўрсатувчи катталик ҳисобланади. Жисмлар молекулаларининг кинетик энергияси ва шунингдек, хароратни ўзгариши уларда ҳажм ўзгаришига ва уларнинг бир ҳолатдан иккинчи (қаттиқ, суюқ ва газ) ҳолатларига ўтишига сабаб бўлади. Шу боисдан, жисмларнинг хароратни ўлчаш учун керак бўладиган ўлчов бирлиги ва ўлчаш шкаласини ясашда уларнинг иссиқлик ҳолатларининг ўзгариш нуқталарида мавжуд бўладиган хароратлар микдоридан фойдаланилади. Агар хароратни «градус» билан ўлчанса, унинг ўлчов бирлиги қуйидаги формула бўйича топилади:
1 градус = ("-')/n (1)
бу ерда: '–жисмнинг бошланғич чегара нуқтасидаги харорати ёки «нолинчи харорати»; " – шу жисмнинг иккинчи холатга ўтиш нуктасидаги харорати; n – бутун сон (шкала бўлинмалари сони).
Ҳозирги вақтда икки хил ўлчов шкалалари мавжуд: 1)Цельсий шкаласи, 2) Кельвин термодинамик шкаласи.
Цельсий шкаласида хароратнинг ўлчов бирлигини топиш учун сувнинг уч холати – музлаш, қайнаш ва буғланиш нукталари орасидаги харорат микдори 100 бўлакка бўлинади. Агар сувнинг музлаш нуқтаси ' = 0, қайнаш нуқтаси '’ = 100° С ва n = 100 деб қабул қилинса, хароратнинг Цельсий шкаласидаги ўлчов бир­лиги ("-')/n = (100-0)/100 = 1⁰С бўлади
Амалда хароратни ўлчаш учун халқаро амалий шкалалар– цельсий ва кельвинлар қўлланилади. Бу шкалалар Цельсий шкаласи асосида тузилган, улар ўлчов бирлиги 1°С, К белгиланиши эса Т ва .
Халқаро амалий шкала бўйича харорат кельвин билан ўлчанса, унинг қиймати қуйидаги формула бўйича ҳисоблаб топилади:
Т = ° С+ 273,15. (2)
Маълумки, харорат билвосита усул билан термометрик жисмлар ёрдамида ўлчанади.
Хароратни ўлчаш учун термо­метрик жисмларнинг харорат ўз­гариши билан боғлиқ бўлган физик хусусиятларининг (ҳажм, босим ўзгариши, термо ЭЮК хосил бўлиши ва ҳоказо) ўзгаришидан фойдаланилади. Бунинг учун термометрик жисмлар, яъни тер­мометр ясаш учун ишлатиладиган жисмларнинг хусусиятлари ҳар тарафлама ўрганилади. Бирор жисмнинг хароратини ўлчаш лозим бўлса, термометрик модда (симобли термометр) харорати ўлчаниши керак бўлган жисмга текказилади ёки хароратни ўлчаниши лозим бўлган муҳитга киритилади. Натижада бу икки жисм орасида харорат мувозанати вужудга келади. Жисмнинг (мувозанат ҳолатдаги) харорати харорат ўлчаш асбобининг кўрсатишига мувофиқ аниқланади.
Халкаро бирликлар системасида хароратнинг ўлчов бирлиги сифатида кельвин (К), яъни сувнинг муз, сув, буғ холатида бўладиган нуқтаси деб аталадиган термодинамик харорати қабул қилинган. Бундан ташқари, Халкаро бирликлар системасида хароратнинг Халкаро амалий шкалада – Цельсий шкаласида (⁰С) ўлчашни ҳам тавсия қилинади. Бу шкала жисмларнинг ўзгармас ҳолатларидан олтитасининг мавжудлигига асосланади:
1) кислороднинг қайнаш нуқтаси – 182,97° С;
2) сувнинг бир вақтда уч ҳолатда (муз, сув, буғ) бўлиш нуқтаси–0,01° С,
3) сувнинг қайнаш нуқтаси +100° С;
4) олтингугуртнинг қайнаш нуқтаси +444,6° С;
5) кумушнинг қотиш нуқтаси +961,93° С;
6) олтиннинг қотиш нуқтаси +1064,43° С.
Бу шартли нуқталарга асосланиб эталон ўлчов асбобларининг шкаласи даражаланади.
Хароратни ўлчайдиган асбобларнинг турлари ва уларнинг ўлчаш чегаралари қуйидаги жадвалда келтирилган.