Composants:
* bulbe: Un récipient rempli d'un gaz, généralement un gaz noble comme l'hélium ou l'argon, car ils sont inertes et se comportent plus idéalement.
* Chambre de volume constant: Une chambre qui maintient un volume constant du gaz.
* Dispositif de mesure de la pression: Typiquement un manomètre, qui mesure la pression du gaz.
* Dispositif de mesure de la température: Habituellement, un thermomètre pour mesurer la température de l'environnement environnant.
comment cela fonctionne:
1. Volume constant: Le volume du gaz dans la chambre de volume constant est maintenu constant en ajustant le volume de l'ampoule. Cela garantit que les changements de pression sont uniquement dus aux variations de température.
2. Changement de température: Lorsque la température de l'environnement change, la température du gaz dans l'ampoule change également.
3. Variation de pression: À mesure que la température du gaz change, sa pression change proportionnellement.
4. Mesure de pression: Le manomètre mesure la pression du gaz dans la chambre à volume constant.
5. Calcul de la température: La lecture de pression est utilisée pour calculer la température du gaz en utilisant la loi de gaz idéale: p₁v₁ / t₁ =p₂v₂ / t₂ . Étant donné que le volume (v) est constant, l'équation se simplifie à p₁ / t₁ =p₂ / t₂ .
6. Calibration: Le thermomètre est calibré à deux points fixes connus, tels que le point de congélation et le point d'ébullition de l'eau. Cela permet une relation précise entre la pression et la température.
Avantages:
* haute précision: Les thermomètres à gaz peuvent mesurer la température avec une grande précision, en particulier à basse température.
* Plage de températures larges: Ils peuvent être utilisés sur une large gamme de températures, des températures cryogéniques à élevées.
* indépendamment des propriétés des matériaux: Le fonctionnement d'un thermomètre à gaz est basé sur la loi de gaz idéale, qui est indépendante du gaz spécifique utilisé ou du matériau de l'ampoule.
Limitations:
* Temps de réponse lent: Les thermomètres à gaz sont relativement lents pour répondre aux changements de température en raison de l'inertie thermique du gaz.
* volumineux et fragile: Ils peuvent être encombrants et fragiles, ce qui les rend inadaptés à certaines applications.
* Hypothèse de gaz idéal: La loi sur le gaz idéal est une approximation et les gaz réels s'écartent d'un comportement idéal à des pressions élevées et à de faibles températures.
Applications:
* Recherche scientifique: Utilisé dans les laboratoires pour des mesures de température précises dans les expériences.
* Calibration d'autres thermomètres: Utilisé comme standard pour calibrer d'autres thermomètres, tels que les thermomètres liquides en verre.
* Normes de température: Les thermomètres à gaz sont souvent utilisés pour définir et maintenir des échelles de température.
Dans l'ensemble, un thermomètre à gaz de volume fournit une méthode fiable et précise pour mesurer la température en fonction de la relation entre le volume, la pression et la température d'un gaz idéal.
