ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (1 2)

Температуру измеряют при помощи термометров. Термометры, предназначенные для измерения температур выше 630°С, называют пирометрами.

По принципу действия термометры могут быть классифицированы на следующие группы:

1. Дилатометрические, принцип действия которых основан на изменении объема рабочего тела (преимущественно жидкости) с изменением температуры.

2. Манометрические, принцип действия которых основан на измерении давления, меняющегося с изменением температуры, в замкнутом пространстве, причем рабочим телом в них могут быть газы, пары или жидкости.

3. Электрические, подразделяющиеся на: а) термометры сопротивления (болометры); б) термоэлектрические пирометры (термопары); в) термисторы (полупроводники).

4. Оптические

5. Термохимические. Термохимическим путем температуру измеряют обычно при помощи веществ, изменяющих окраску с изменением температуры.

Дилатометрические термометры

В химических лабораториях чаще всего применяют дилатометрические термометры. Они представляют собой стеклянные трубки с капилляром внутри и с резервуаром, заполненным, в зависимости от назначения, различными жидкостями. Для измерения температур в соответствующих интервалах наиболее часто применяют следующие жидкости:

Наиболее распространены ртутные термометры. Кроме того, для измерения температуры в пределах от —58 до +300C применяют термометры, наполненные ртутноталлиевой амальгамой.

Ртутные термометры. Ртутный термометр представляет собой стеклянный капилляр, оканчивающийся резервуаром для ртути. Существует два вида ртутных термометров: трубчатые со вложенной шкалой и палочковые. У трубчатых термометров капилляр лежит на фарфоровой пластинке и находится в центре полой трубки, На фарфоровой пластинке нанесена шкала в градусах.

Палочковые термометры представляют собой толстостенный капилляр. Градуировка у таких термометров нанесена на наружной стенке капилляра, и штрихи обычно закрашены черной или красной краской.

Эти термометры обладают одним недостатком: краска, нанесенная ,в углубления делений, стирается и деления становятся плохо заметными, что затрудняет наблюдение. Такие термометры следует время от времени «чернить». Для этого тонкоизмсльченным графитом или обожженной пробкой натирают шкалу термометра. Сажа задерживается в углублениях делений, и они становятся заметными. Чтобы сохранить «чернение» на относительно долгий срок, перед «чернением» термометр полезно протереть тряпочкой, смоченной 5— 10%-ным спиртовым раствором канифоли, шеллака или какой-нибудь светлой смолы, Тогда сажа удерживается дольше.

Отсчет градусов проводят от нуля. Вверх и вниз от нуля на шкале через определенные расстояния стоят числа, показывающие градусы: 0, 10, 20, 30 и т. д. Химические термометры обычного типа применяют для измерения температуры от —30 до +360 0C

Наиболее распространены химические термометры (рис. 265) со шкалой в 100, 150, 200, 250, 300 и 36O0C Кроме того, имеются так называемые «газонаполненные» термометры со шкалой до 550° С, капилляр которых заполнен газом, не взаимодействующим с ртутью, например азотом. При нагревании термометра и поднятии столбика ртути в капилляре создается повышенное давление, что влечет повышение температуры кипения ртути (см. гл. 12 «Дистилляция»). Это и позволяет измерять температуру до 550° С, при которой в отсутствие в капилляре инертного газа ртуть превратилась бы в пар *.

 

Для особо точных работ применяются так называемые образцовые или нормальные термометры, обычно составляющие набор из пяти термометров со следующими интервалами измерения:

Эти термометры имеют деления в 0,2 и 0, Г С.

Так как при измерении температуры в нагретое вещество погружают только нижнюю часть термометра, то стекло и ртуть нагреваются неравномерно, и поэтому показания термометра несколько отличаются от истинных значений. Чтобы получить точные данные, нужно вводить поправки на выступающий столбик ртути.

Для определения этой поправки применяют вспомогательный термометр, резервуар которого устанавливают на середине выступающего столбика между уровнем, до которого погружен проверяемый термометр, и точкой его показания. Поправку вычисляют по формуле:

где С — поправка, выраженная в градусах;

n — число градусов в выступающем столбике; а — коэффициент расширения стекла; t0 — температура, отсчитанная по проверяемому термометру;

tb — температура, отсчитанная по вспомогательному термометру.

* Имеются газонаполненные ртутные термометры специального назначения для измерения температур до +7503C.

Для палочковых термометров обычно а = 0,000168, а для трубчатых а = 0,000158.

 

 

Отклонения показаний термометра зависят главным образом от качества стекла, из которого он сделан. Часто термометры имеют паспорт, в котором указывается, какую поправку нужно вводить, чтобы получить истинную температуру.

При измерении температуры какой-либо жидкости термометр должен быть погружен в нее так, чтобы он находился на одинаковом расстоянии от стенок сосуда и ни в коем случае не касался их, причем резервуар термометра полностью погружают в жидкость. Термометр держат в жидкости до тех пор, пока не перестанет подниматься или опускаться столбик ртути.

При отсчете показаний термометра по шкале глаз должен находиться на одной линии с уровнем ртути.

После того как температура измерена, термометру дают постепенно остыть, затем его хорошо вытирают, чтобы на нем не оставалось следов того вещества, температуру которого измеряли*. Если нижняя часть термометра запачкана смолой, жирными и другими веществами, то термометр надо вытереть кусочком ваты, смоченной каким-нибудь органическим растворителем.

Нужно следить, чтобы термометр всегда был чистым.

Чтобы термометр постепенно остыл, его следует оставить висящим на штативе или, вставив в пробку, зажать в лапку на том же штативе. Нельзя класть термометр на твердые предметы (стеклянные пластины, изразцы, металл и т. д.).

Когда термометр больше не нужен, его следует положить в футляр и убрать в специально отведенное место. Очень полезно на дно футляра положить немного ваты, чтобы смягчить удары при укладке термометра.

Если термометр не имеет футляра, его следует хранить в специально отведенном ящике лабораторного стола, причем на дно ящика нужно положить слой ваты или ватина.

В тех случаях, когда термометр монтируют в приборе, его или укрепляют в пробке, или подвешивают за ушко, находящееся в верхней части термометра. При укреплении в пробке отверстие в ней сверлят'несколько меньше окружности термометра. Чтобы термометр прошел в отверстие пробки его следует смазать валезино-вьш маслом или спиртом или даже водой и вставлять со стороны широкого конца пробки.

* Особо осторожного обращения' требуют нормальные термометры.

 

После того как термометр вставлен в пробку, выступающую часть его, которая будет находиться в приборе, нужно обязательно обтереть чистым полотенцем или кусочком ваты, смоченным бензином или другим органическим растворителем, чтобы удалить загрязнения. Вместо ваты для вытирания термометров можно использовать фильтровальную бумагу или бумажные салфетки.

Термометры, применяемые для специальных целей, имеют несколько отличное устройство. Например, термометр, служащий для калориметрических исследований способом смешения, рассчитай для измерения температуры от 15 до 250C; на его шкале внизу нанесено нулевое деление, затем идет расширение, потом шкала от 15 до 250C, потом второе расширение и, наконец, деления от 95 до 105° С.

 

 

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (1 2)

 

К оглавлению

 

см. также

  1. Приборы для измерения температуры (1 2)
  2. Дилатометрические термометры
  3. Манометрические термометры
  4. Электрические термометры
  5. Пирометры
  6. Термохимический метод измерения температуры
  7. Автоматизация контроля температуры
  8. Терморегуляторы
  9. Термостаты