Hаrorаt vа uni oʼLChАShdаgi аsosiy tushunchаlаr

|
Hаrorаt vа uni oʼLChАShdаgi аsosiy tushunchаlаr
|
bet | 1/5 | Sana | 03.12.2023 | Hajmi | 1,37 Mb. | | #110320 |
Bog'liq HАRORАT VА UNI OʼLChАShDАGI АSOSIY TUShUNChАLАR
HАRORАT VА UNI OʼLChАShDАGI АSOSIY TUShUNChАLАR
Harorat — texnologik jarayonlarning muhim parametri boʼlib, amalda ham past, ham yuqori haroratlar bilan ish koʼrishga toʼgʼri keladi.
Jismiing harorati molekulalarning issiqlik harakatidan hosil boʼladigan ichki kinetik energiyasi bilan belgilanadigan qizdirilganlik darajasi orqali xarakterlanadi. Haroratni oʼlchash amalda ikkalasidan birining qizdirilish darajasi maʼlum boʼlgan ikki .jismning qizdirilishini taqqoslash yordamidagina mumkin boʼladi. Jismlarning qizdirilganlik darajasini taqqoslashda ularning haroratga bogʼliq boʼlgan va osongina oʼlchanadigan fizik xossalaridan birortasini oʼzgartirishdan foydalaniladi.
Molekulalarning oʼrtacha kinetik energiyasi va ideal gaz harorati orasidagi bogʼlanish quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
(2.1)
bu yerda, K. — 1,380·10-23 J·K-1, — Bolьtsman doimiysi; T — jism mutlaq harorati, 0K.
Аgar jismning harorati turlicha boʼlsa, ular bir-biriga tegib turganida energiyalarning tenglashuvi roʼy beradi: yuqoriroq haroratga va, demak, molekulalarining koʼproq oʼrtacha kinetik energiyasiga ega boʼlgan jism oʼz issiqligini (energiyasini) kamroq haroratga va, demak, molekulalarining kamroq oʼrtacha kinetik energiyasiga ega boʼlgan jismga beradi. Shunday qilib, harorat issiqlik almashish, issiqlik oʼtkazish jarayonlarining ham sifat, ham mikdoriy tomonlarini xarakterlaydigan parametrdir. Аmmo haroratni bevosita oʼlchash mumkin emas: uni jismning haroratga bir qiymatli bogʼliq boʼlgan qandaydir boshqa fizik parametrlari boʼyicha aniqlash mumkin. Haroratga bogʼliq parametrlarga masalan, hajm, uzunlik, elektr qarshilik, termoelektr yurituvchi kuch, nurlanishning energetik ravshanligi va hokazolar kiradi.
Harorat oʼlchaydigan asbobni 1598 yilda Galiley birinchi boʼlib tavsiya etgan. Soʼngra M. V. Lomonosov, Farengeytlar termometr ishlab chiqishgan.
Oʼlchanayotgan haroratning son qiymatini topish uchun haroratlar shkalasini oʼrnatish, yaʼni sanoq boshini va harorat oraligʼining oʼlchov birligini tanlash lozim.
Kimyoviy toza moddalarning oson tiklanadigan (asosiy reper va tayanch) qaynash va erish nuqtalari bilan chegaralangan harorat oraligidagi qator belgilar, harorat shkalasini hosil qiladi. Bu haroratlarga t' va t qiymatlar berilgan. U holda oʼlchov birligi:
(2.2)
bu yerda va —oson tiklanadigan oʼzgarmas haroratlar: n — , tayanch nuqtalar orasidagi harorat oraligʼi boʼlinadigan butun son.
Harorat shkalasining tenglamasi:
(2.3)
bu yerda, t' va t" — moddannng tayanch nuqtalari (760 mm sim. ust. bosimida va ogʼirlik kuchining 980, 665 sm/s2 tezlanishida muzning erish va suvning kaynash haroratlari); υ' va υ"—t', t" haroratlardagi moddaning (suyuqlikning) hajmi; υ — t haroratdagi moddaning (suyuqlikning) hajmi.
Tabiatda hajmiy kengayishi va harorati chiziqli bogʼlangan suyuqliklar boʼlmaydi. Shuning uchun, haroratlarning koʼrsatishi termometrga solinadigan moddaning (simob, spirt va boshqalar) tabiatiga bogʼliq. Fan va texnikaning rivojlanishi bilan termometrga solinadigan moddaning bironta xususiyati bilan bogʼlanmagan yagona harorat shkalasini yaratish zarurati paydo boʼladi. 1848 yilda ingliz fizigi Kelьvin termodinamikaning ikkinchi qonuni asosida yangi harorat shkalasini tuzishni taklif qildi. Termodinamik haroratlar shkalasining tenglamasi:
bu yerda, Q100 va Q0 — suvning qaynash va muzning erish haroratlariga mos issiqlik mikdorlari; Q — T haroratga mos issiqlik mikdori.
Oʼlchov va vaznlar boʼyicha 1960 yilda oʼtkazilgan XI xalqaro konferentsiya qarorlarida ikki harorat shkalasi: Kelьvin gradusi (0K) oʼlchov birligi bilan oʼlchanadigan termodinamik shkala va Selьsiy gradusi (°S) oʼlchov birligi bilan oʼlchanadigan xalqaro amaliy shkalalarning qoʼllanishi koʼzda tutilgan. Kelьvin termodinamik shkalasidagi pastki nuqta — mutlaq nolь nuqta (K) boʼlib, yagona. eksperimental asosiy nuqta esa suvning uchlik nuqtasidir. Bu nuqtaning son qiymati 273,15 0K. Suvning muz, suyuq, gaz fazalaridagi muvozanat nuqtasi boʼlgan suvning uchlik nuqtasi muz erish nuqtasidan 0,01 K yuqoriroq turadi. Termodinamik harorat T harfi bilan son qiymatlari esa 0K bilan ifodalanadi.
Аmaliy oʼlchashlarda ishlatiladigan xalqaro amaliy harorat shkalasi termodinamik shkala koʼrinishida ishlangan. Bu shkala kimyoviy toza moddalarning bir qadar oson tiklanadigan oʼzgarmas qaynash va erish nuqtalari asosida tuzilgan. Ularning sonli qiymati gazli termometrlar orqali aniqlangan boʼlib, xalqaro amaliy harorat shkalasi oʼlchov va vaznlar boʼyicha oʼtkazilgan XI umumiy konferentsiyada qabul qilingan.
Xalqaro amaliy shkala boʼyicha oʼlchanadigan harorat t harfi bilan, sonli qiymati esa °S belgisi bilan ifodalanadi. Mutlaq termodinamik shkala boʼyicha ifodalangan harorat bilan shu haroratning xalqaro shkala boʼyicha ifodasi orasidagi munosabat quyidagi tenglama orqali aniqlanadi:
T=t+273,15 (2,5)
bu yerda, T — mutlaq termodinamik shkaladagi 0K harorat; t — xalqaro amaliy shkaladagi °S harorat.
Аngliya va АQSh da 1715 yilda taklif qilingan Farengeyt shkalasi (°Gʼ) qoʼllanadi. Bu shkalada ikki nuqta: muzning erish nuqtasi (32°Gʼ) va suvning qaynash niqtasi (212°Gʼ) asos qilib olingan. Xalqaro amaliy shkala, mutlaq termodinamik shkala va Farengeyt shkalasi boʼyicha hisoblangan harorat munosabati quyidagicha:
t0C=T0K-273,15=0,556(n0F-32) (2.6)
bu yerda, n — Farengeyt shkalasi boʼyicha graduslar soni.
Hozir 1968 yilda qabul qilingan va 1971 yil 1 yanvardan majburiy joriy etilgan Xalqaro amaliy harorat shkalasi (MPTSh-68) qoʼllaniladi. MPTSh-68 haroratni 13,81 dan 6300°K gacha oraliqda oʼlchashni taʼminlaydi.
Zamonaviy termometriya oʼlchashning turli usul va vositalariga ega. Har bir usul oʼziga xos boʼlib, universallik xususiyatiga ega emas. Berilgan sharoitda optimal oʼlchash usuli oʼlchashga qoʼyilgan aniqlik sharti va oʼlchashning davomiyligi sharti, haroratni qayd qilish va avtomatik boshqarish zarurati yordamida belgilanadi.
Nazorat qilinadigan muhitlar tashqi sharoitni oʼzgartirganda fizik xossalarining turli agressivligi va turgʼunligi darajasi bilan suyuq, sochiluvchan, gazsimon yoki qattiq boʼlishi mumkin.
Haroratni oʼlchash asbobi ishlash printsipiga qarab quyidagi guruhlarga boʼlinadi:
1. Kengayish termometrlari. Bu termometrlar harorat oʼzgarishi bilan suyuqlik yoki qattiq jismlar hajmining yoxud chiziqli oʼlchamlarining oʼzgarishiga asoslangan.
2. Manometrik termometrlar. Bu asboblar moddalar hajmi oʼzgarmas boʼlganda harorat oʼzgarishi bilan bosimning oʼzgarishiga asoslangan;
3. Harorat taʼsirida oʼzgargan termoelektr yurituvchi kuchning oʼzgarishiga asoslanan termoelektr termometrlar.
4. Oʼtkazgich va yarim oʼtkazgichlarning harorati oʼzgarishi sababli elektr qarshilikning oʼzgarishiga asoslangan qarshilik termometrlari.
5. Nurlanish termometrlari. Ular orasida eng koʼp tarqalganlari; a) optik pirometrlar — issiq jismning ravshanligini oʼlchash asbobi; b) rangli pirometrlar (spektral nisbat pirometrlari) - jismning issiqlikdan nurlanish spektridagi energiyaning taqsimlanishini oʼlchashga asoslangan; v) radiatsion pirometrlar — issiq jism nurlanishining quvvatini oʼzgarishiga asoslangan. Nurlanish termometrlari harorat kontaktsiz oʼlchash usuli hisoblanadi.
ENGAYISh TERMOMETRLARI
Suyuqlikli termometrlarning ishlash printsipi asbob ichiga solingan termometr suyukligining hajmi harorat ko'tarilishi yoki pasayishida o'zgarishiga asoslangan. Suyuqlikli termometrlar—2000S dan + 750°S gacha oraliqdagi haroratni o'lchash uchun ishlatiladi. Shisha termometrlarning ishlatilish usuli sodda, aniqligi etarli darajada yuqori va arzon bo'lgani sababli laboratoriya va sanoatda keng tarqalgan. Shisha termometrlarning suyukligi sifatida simob, toluol, etil spirt (etanol), kerosin, petroley efir, pentan va boshqalar ishlatiladi. Ularning ko'llanish chegaralari 2.2- jadvalda keltirilgan.
|
| |