Un thermomètre à gaz à volume constant est un dispositif qui utilise la relation entre la pression et la température d'un gaz idéal à volume constant pour mesurer la température. Cette relation est décrite par Law's Law de Gay-Lussac , qui indique que la pression d'un gaz à un volume constant est directement proportionnelle à sa température absolue.
Voici comment cela fonctionne:
1. la configuration: Le thermomètre se compose d'une ampoule remplie d'une quantité connue de gaz (généralement de l'hélium ou d'hydrogène) connectée à un manomètre et à un mécanisme pour ajuster le volume. L'ampoule est placée dans un bain thermique et le volume est maintenu constant.
2. Mesure de pression: À mesure que la température du bain thermique change, la pression du gaz dans l'ampoule change également. Le manomètre mesure avec précision ces variations de pression.
3. Calcul de la température: Le changement de pression est directement proportionnel au changement de température. Connaissant la pression et la température initiales du gaz, la température peut être calculée à l'aide de la formule:
t =(p / p0) * t0
Où:
* t est la température inconnue
* p est la pression à la température inconnue
* p0 est la pression à une température connue (généralement le point de glace)
* t0 est la température connue (généralement le point de glace, qui est de 273,15 K)
Avantages des thermomètres à gaz à volume constant:
* haute précision: Ils sont connus pour leur grande précision et leur précision de mesure de la température, en particulier à des températures basses.
* Calibration: Ils peuvent être utilisés pour calibrer d'autres thermomètres, y compris ceux qui reposent sur différentes propriétés physiques.
* Comportement de gaz idéal: Ils sont basés sur le comportement d'un gaz idéal, qui est indépendant du gaz spécifique utilisé.
Inconvénients des thermomètres à gaz à volume constant:
* Conception complexe: Ils sont plus complexes à construire et à fonctionner par rapport à d'autres thermomètres.
* Réponse lente: La réponse du thermomètre aux changements de température peut être lente, en particulier à basse température.
* Plage limitée: Leur portée est généralement limitée aux basses températures.
Applications de thermomètres à gaz à volume constant:
* Calibrage d'autres thermomètres
* Mesurer les températures dans la recherche scientifique
* Déterminer le triple point de l'eau
Bien que les thermomètres à gaz à volume constant ne soient pas couramment utilisés dans la vie quotidienne, ils restent vitaux dans la communauté scientifique pour atteindre des mesures de température très précises. Ils servent de norme par rapport auxquels d'autres thermomètres sont calibrés, garantissant la précision et la fiabilité de la recherche scientifique et de l'industrie.
