Termómetro de hidrógeno

Un termómetro de hidrógeno es un tipo de termómetro de gas que utiliza hidrógeno (un gas cercano a un gas ideal ) como relleno .

Invención

Se cree que el inventor del termómetro de hidrógeno en Rusia es Dmitry Ivanovich Mendeleev : en la década de 1890, por iniciativa suya, se adquirieron los termómetros de mercurio Tonello y Bodin, así como un termómetro de hidrógeno de la empresa francesa Golats (1894). En el mismo 1894 se funda un departamento de termometría en la Cámara Principal de Pesos y Medidas , y en 1898 se completa la instalación y estudio de un termómetro de hidrógeno basado en el francés [1] . El termómetro de hidrógeno desarrollado hizo posible medir la temperatura a nivel internacional [2] . La escala centígrada de un termómetro de hidrógeno con dos puntos fijos de 0 y 100 °C a presión atmosférica normal fue aprobada en 1887 por el Comité Internacional de Pesos y Medidas , y en 1889 fue aprobada en la Primera Conferencia General.

Dispositivo

En comparación con otros termómetros, cualquier termómetro de gas es voluminoso e incómodo de usar. Incluye un volumen termométrico (cilindro) con hidrógeno, un dispositivo para llenar y estabilizar el volumen, así como un manómetro de mercurio para medir la presión termométrica [3] . El manómetro de hidrógeno está lleno con tal cantidad de gas que su presión a temperatura cero es de 1000 mm Hg. Arte. Al medir la temperatura, el volumen termométrico se pone en contacto perfecto con el cuerpo en estudio y se espera que se establezca un estado de equilibrio cuando la presión del hidrógeno cambie a un cierto nivel.

Calculo de temperatura

La fórmula, basada en la ley de Gay-Lussac , le permite calcular la diferencia en los cambios de presión del gas a temperatura cero y en el momento de la medición [4] . Esta fórmula tiene la forma , donde es la presión de 1000 mm Hg. Arte. a temperatura cero. La fórmula contiene un coeficiente de cambio de temperatura en presión en un proceso isocórico , si la temperatura se mide en grados Celsius. Por tanto, la temperatura en grados, en la que se calibra inicialmente el termómetro de hidrógeno según los puntos de referencia de fusión del hielo y ebullición del agua, se determina mediante la fórmula . $P(t)=P(0)*(1+\alpha t)$ $P(0)$ ${\ estilo de visualización \ alfa = {1 \ sobre 273,16}}$ $t={1 \over \alpha }\left[{\frac {P(t)}{P(0)))-1\right]$

También es posible calcular la temperatura a partir de la temperatura inicial del hidrógeno , la presión atmosférica inicial del hidrógeno y su presión final . La fórmula en este caso es . La presión final de hidrógeno se determina como - sumando a la presión inicial la diferencia en el nivel de mercurio en las rodillas del manómetro [3] . $T_{0}$ $p_{0}$ $pags$ $T={T_{0}*p \sobre p_{0}}$ $p=p_{0}+h$ $p_{0}$ $h$

Aplicación

El termómetro de hidrógeno gaseoso fue considerado el más preciso para reproducir temperaturas termodinámicas (con un error de hasta milésimas de grado Celsius) [5] . El termómetro de hidrógeno rara vez se usa para mediciones científicas precisas de temperaturas (como puntos fijos ), pero más a menudo para la calibración de termómetros secundarios ejemplares (mercurio). Los termómetros de mercurio adoptaron en gran medida las propiedades de formación de escala de un termómetro de hidrógeno, aunque su precisión no supera los 0,1 grados, mientras que para los termómetros de hidrógeno es mucho mayor [6] .

Notas

↑ Wolfkovich, 1957 , pág. 196.
↑ Los primeros termómetros de referencia y de referencia Archivado el 12 de noviembre de 2018 en Wayback Machine (ruso)
↑ 1 2 Grabovsky, 1970 , p. 132.
↑ Termómetro de hidrógeno - Diccionario meteorológico Archivado el 4 de diciembre de 2020 en Wayback Machine (ruso)
↑ Divin, Ponomarev, 2013 , pág. diez.
↑ Dickerson, Grey, Haight 1982 , pág. 125.

Literatura

Volfkovich S.I. Dmitry Ivanovich Mendeleev: vida y obra. - M. : Editorial de la Academia de Ciencias de la URSS, 1957. - 254 p.
Grabovsky R.I. Curso de física: libro de texto. - 3ª ed., revisada. - M. : Escuela Superior, 1970. - 616 p.
Divin A. G., Ponomarev S. V. Métodos y medios de medición, prueba y control. En tres partes . - Tambov: FGBOU VPO TSTU, 2013. - Vol. Parte 3. Instrumentos para medir temperatura, magnitudes ópticas y de radiación. — 116 pág. - 100 copias. — ISBN 978-5-8265-1215-9 .
Dickerson R., Gray G., Height J. Leyes básicas de la química: en 2 volúmenes / per. del inglés.- M . : Mir, 1982.- T. 1.- 652 p.