О. Х.Қўлдашов, З. Мирзаева, З. Абдумаликова биофизика (дарслик) фарғона – техника – 2007

1.6. Термометрия ва калориметрия.
Ҳароратни аниқ ўлчаш – илмий–тадқиқот ва техник ишларнинг, шу
билан бир қаторда тиббий диагностика ва биологиянинг ажралмас
қисмидир.
Маълум ҳароратлар диапазони жуда кенг. Ҳозирги пайтгача ҳосил
қилинган энг паст температура 2  10^–5К га яқин. Эришилган ҳароратларнинг юқори чегараси ҳеч нима билан чекланмаган. Ер шароитида энг юқори ҳароратга водород бомбасининг портлашида эришилган бўлиб, у тахминан 10 К га тенг. Спектроскопик маълумотларга асосан юлдузлар бағрида ҳарорат 10⁹К ва ундан ҳам юқори бўлиши мумкин.
Биологик системалар ўзининг ишлаб туриш имкониятини сақлаган
ҳолда, жуда қисқа ёки узоқ муддатда бўлиш мумкин бўлган ва уни ўраб
турган атроф муҳитнинг ҳароратлар интервали анча қисқа. Бу хароратлар
диапазони унча катта эмас, тирик организмларнинг актив иш фаолияти
ҳолатида тахминан 0 дан то 90°С гача бўлади.
Кенг диапазондаги ҳароратларни олиш ва ўлчаш усулларн турличадир.
Ҳароратларни ўлчаш усуллари ва у билан боғлиқ бўлган масалаларни
ўрганувчи физиканинг амалий соҳасига термометрия дейилади.
Маълумки, харорат бевосита ўлчаниши мумкин эмас. Уни аниқлаш
учун ҳарорат шкаласини белгилаб олиш: термометрик моддани ва ҳарорат билан боғланувчи физик хоссани (термометрик хоссани) танлаш, саноқ боши нуқтасини ва ҳарорат бирлиги хақида келишиб олиш лозим. Бунинг учун одатда иккита фазавий ўтишларга, масалан, маълум ташқи шароитларда музнинг эришига ва сувнинг кенгайишига мос бўлган асосий ҳароратлар (репер нуқталарини) танланади. Бу нуқталар орасидаги шкала қисми асосий интервал деб аталади. Ҳисоблашнинг боши деб репер нуқталаридан бири (масалан, 0°С – музнинг эриш ҳарорати) қабул
қилинади. Ҳарорат бирлиги қилиб асосий интервал улуши олинади.
Жумладан, Цельсий шкаласида 1 градус асосий интервалнинг 0,01 қисмини ташкил этади. Ҳароратлар шкаласи термометрик хоссаси ёки моддаси бўйича фарқ қилади. Бир–биридан айтарли даражада фарқ қилувчи жуда кўп шкалаларни тузиш мумкин, лекин хоссаларининг ҳеч бири ҳарорат билан қатъиян чизиқли боғланишда бўлмайди ва бундан ташқари модданинг табиати билан белгиланади.

1.14–расм 1.15–расм


Барча эмперик шкалаларнинг камчилиги уларнинг термометрик модда
хоссаларига боғлиқлигидадир. Хоссалари ва моддаси билан боғлиқ бўлмаган шкала фақат термодинамиканинг иккинчи қонунига асосан қурилган ва абсолют термодинамик ҳароратлар шкаласи деб аталади. Унинг репер нуқтаси қилиб сувнинг учланма нуқтаси 273,16 К қабул қилинган. Бу шкала Карно цикли ёрдамида аникланади. Бу циклдаги музнинг эриш ҳарорати Т₀ ва сувнинг қайнаш ҳарорати Т га мос ҳолидаги изотермик жараёнда Q₀ ва Q иссиқлик миқдорини ўлчаб, қуйидагини топиш мумкин:
T_s/T₀=Q_s/Q₀
Ихтиёрий ҳарорат учун шунга ўхшаш
T/T₀=Q_s/Q₀
тенгламани ёзиш мумкин. Бу ерда Q – системага Т ҳароратдаги изотермик
жараёнда берилган иссиқлик миқдори. Бу йўсинда жорий этилган ҳароратни термодимамик ҳарорат дейилади. Термодинамик ҳарорат бирлиги кельвин (К) ҳисобланиб, у сув учланма нуқтаси термодинамик ҳароратнинг 1/273,16 улушига тенг. Кельвин температура интервал бирлиги сифатида, абсолют нолъ билан сувнинг учлама нуқтаси орасидаги термодинамик ҳарорат интервалининг 1/273,16 қисмини олди.
Исталган эмперик шкала шу модда термометрик хоссасийинг
ҳароратга боғланишини ҳисобга олувчи тузатмалар киритиш воситаси,
билан абсолют термодинамика шкаласига айлантирилади.
Ҳарорат қиймати термометрик модда бирор хоссасининг катталиги
бўйича белгилангани учун уни ўлчаш ҳажм, босим, электрик, механик,
оптик, магнит ва шунга ўхшаш физик параметрларни ўлчашдан иборат,
Ҳароратни ўлчаш усулларининг хилма–хил бўлиши, бунда фойдаланувчи
термометрик модда ва хоссалар сонининг кўплиги билан боғликдир.