Un thermomètre à gaz à volume constant est un dispositif utilisé pour mesurer la température en fonction de la relation entre la pression et la température d'un gaz à un volume constant. Voici comment cela fonctionne:
1. la configuration: Le thermomètre se compose d'une ampoule remplie d'un gaz (généralement de l'hélium ou de l'hydrogène), connecté à un manomètre à travers un tube capillaire. L'ampoule est immergée dans le milieu dont vous souhaitez mesurer la température. Le volume du gaz dans l'ampoule est maintenu constant en ajustant la hauteur d'une colonne de mercure dans un manomètre connecté au système.
2. le principe: Le principe derrière ce thermomètre repose sur la loi de Gay-Lussac , qui indique que la pression d'un gaz est directement proportionnelle à sa température absolue lorsque le volume est maintenu constant. Cela peut être écrit comme:
P / t =constant
Où:
* P =pression du gaz
* T =température absolue (Kelvin)
3. Mesure:
* point initial: L'ampoule est d'abord immergée dans un bain de référence de température connue (généralement le triple point de l'eau, 273,16 K). La pression du gaz est mesurée.
* Température inconnue: L'ampoule est ensuite immergée dans le milieu dont vous souhaitez mesurer la température. La pression du gaz est à nouveau mesurée.
* Calcul: Étant donné que le volume est constant, le rapport des pressions est directement proportionnel au rapport des températures:
P1 / t1 =p2 / t2
Où:
* P1 =pression à la température de référence
* T1 =température de référence
* P2 =pression à la température inconnue
* T2 =température inconnue
Résolvant pour T2, nous obtenons:
T2 =(p2 / p1) * t1
4. Avantages:
* haute précision: Les thermomètres à gaz à volume constant sont très précis en raison de la proportionnalité directe entre la pression et la température.
* Plage de températures larges: Ces thermomètres peuvent être utilisés pour mesurer les températures sur une large gamme, des températures très basses (près du zéro absolu) à des températures élevées.
5. Inconvénients:
* en temps chronométrant: Atteindre l'équilibre entre l'ampoule et le milieu peut prendre beaucoup de temps, ce qui rend le processus de mesure lent.
* volumineux et complexe: L'appareil peut être volumineux et complexe, nécessitant un étalonnage et une manipulation soigneux.
en résumé, Un thermomètre à gaz à volume constant mesure la température en exploitant la relation entre la pression et la température d'un gaz à un volume constant. Cette méthode est très précise et a une large plage de températures, mais elle prend également du temps et nécessite une configuration complexe.
