> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Термометр

Термометр

Термометр, прибор для измерения температуры (смотрите теплота), состоящий обычно из небольшого резервуара с жидкостью или газом и сообщающейся с ним очень тонкой капилляры, по бокам которой нанесены деления— градусы; при нагревании и охлаждении резервуара столбик жидкости в капилляре перемещается, и но его перемещению судят

о температуре среды, в которую помещен резервуар Т.

Для нанесения скалы пользуются свойством дестиллировапной воды замерзать и кипеть при совершенно постоянных температурах (иод нормальным атмосферным давлением). Погружая Т. в тающий лед, делают па его скале одну отметку, которая па Т. Цельсия и Реомюра обозначается 0°; погружая же его в пары дестиллиро-ванной воды, делают другую отметку, которой на скале Цельсия соответствует 100°, а на скале Реомюра 80°; промежуток между этими двумя точками делится но Цельсию на 100 частей, а по Реомюру на 80. Скала Цельсия употребляется при научных, медицинских и технических измерениях. В Англии и ее доминионах и в Сев. Америке до этих нор сохранилась самая старая скала, предложенная в 1723 г. Фаренгейтом. Точка 0° на ней соответствует температуре, которую принимает охлаждающая смесь из равных частей снега и нашатыря. Промежуток между этой точкой и точкой кипения дестил-лироваппой воды делится на 212 частей. Тогда точке таяния льда будет соответствовать 32°, а точке кипения воды 212°. Нетрудно перейти от показаний одной скалы к показаниям других. Так, пусть показания скалы Цельсия будут t° С, Реомюра —1° R и Фаренгейта — t° Р. Тогда:

t° С=i° Н=~ (t — 32)° F

t° к

t° К=-i t° C=(t — 32) 0 F

=(!+»)°c=(-;+»)

R.

Для наполнения резервуара T. чаще всего применяется ртуть, так как ее точка замерзания лежит довольно низко, при— 39° С, а точка кипения довольно высоко, при 357° С. Чтобы ртуть не окислялась и не засоряла капилляры, из последней удаляется воздух, что достигается нагреванием ртути до тех пор, пока она не заполнит всей капилляры и но начнет вытекать из пее; после этого капилляра сверху запаивается, и Т. подвергается градуировке. Стеклянные резервуары и капилляры Т. обладают свойством но сразу принимать окончательный объём после их охлаждения: стекло продолжает сжиматься в течение целых месяцев. Поэтому, Т., предназначенные для точных измерений, снабжаются скалой и поступают в употребление лишь через значительный срок после их изготовления. (О термометрическом стекле см. стекло, XLI, ч. 4, 506).

Для измерения низких температур употребляются Т. спиртовые и Т. с толуолом; для измерения высоких температур употребляются пирометры (смотрите пирометрия). При научных исследованиях пользуются также газовыми Т., которые обладают целым рядом преимуществ. В старых конструкциях газового Т. о температуре судили но изменению объёма газа, заключенного в резервуаре и находящегося иод постоянным давлением; в новейших конструкциях чаще наблюдают изменение давления газа, заключенного в постоянном объёме.

ОН

So Н

b Lto

Конструкции Г. На рисунке I представлен обыкновенный ртутный Т. Он обладает тем преимуществом, что его теплоемкость доведена до минимума: делении нанесены на наружной поверхности самой капиллярной трубки с толстыми стен-нами. Иногда окалу Т. 1100 (плоскую, обычно из молочного стекла) защищают снаружи особой трубкой, внутрь которой впаяны все части Т.: такая защита скалы от внешних воздействий сопряжена с увеличением „тепловой инерции- прибора, так что для нагревания его до некоторой температуры требуется боль ш и и промежуток времени, чем для нагревания обычного Т.

На рисунке 2 изображен go1 максимальный и минимаугь-Ца «ый Т. Сикса. Он состоитиз изогнутой трубки, в нижней части которой находится ртуть. Левое колено трубки над ртутью и резервуар d, которым оно кончается, наполнены спиртом, расширение и сжатие которого заста- pa0i вляот перемещаться оба верхние конца ртутных столбиков (над правым концом также налито немного спирта). Над последними внутри трубки помещены два легких стальных стерженька а и Ь с пружинками, рне упирающимися в стенки трубки.

При повышении температуры, ртуть в нравом колене поднимается и подталкивает вверх правый стерженек b. Если,затем,температура начнет падать, то стерженек b останется на месте, благодаря трению. Нетрудно понять, что его нижний конец будет

П

всегда показывать максимальную температур ., которая была в данном пространстве за рассматриваемый промежуток времени. Аналогично этому, стерженек а в левом колене покажет температуру минимальную. Для того, чтобы после записи максимальной и минимальной температур привести оба стерженька в соприкосновение с концами ртутных столбиков, их передвигают с помощью небольшою магнита. Тогда Т. становится готовым для новых измерений.

Т. медицинский — разновидность максимального Т.; он должен удовлетворять трем специальным условиям: 1) позволять измерять температуру с точностью до 0,1° С, 2) достаточно быстро принимать температуру человеческого тела и 3) позволять легко лезши! епировать его поверхность.Чтобы при отсчете делений Т. сохранил максимальное показание, которое он давал, соприкасаясь с телом, внутри капилляры устраивается особое при-~ способление, отрывающее столбик Рисунок 3. ртути тотчас же, как только ртуть в резервуаре начнет сжиматься при охлаждении. Таким образом, верхний конец столбика ртути остается на том же самом месте, до которого он дошел первоначально. Для разрывания столбика устраивают рез-

жг.

кое сужение в месте перехода капилляры в резервуар, или в дно резервуара впаивают тонкую стеклянную иглу, доходящую до устья капилляры, или же разбивают капилляру у ее нижнего конца на две еще более тонкие трубочки (рисунок 8).

Для быстрого измерения температуры воздуха (наир., в экспедиции) часто употребляют праш,евой Т.: этот Т. вращают в горизонтальной плоскости на длинной бечевке, на подобие пращи. Шарик его, рассекая воздух, быстро принимает среднюю температуру последнего.

При измерении максимальных и минимальных температур в глубоких слоях морской воды применяются океанографические Т.— видоизмененные Т. Сикса, отличающиеся от обычных „максимум-минимум Т.“ тем, что в них шарик с толуолом защитен от внешнего давления воды: в противном случае Т. давал бы неправильные показания на больших глубинах, где давление воды достигает сотен атмосфер и где, поэтому, объём незащищенного шарика мог бы заметно уменьшаться. Для измерения температуры волы на определенных глубинах пользук тся поворотным Т. На рисунке 4 и 5 представлен один из таких Т. системы Негретн и Замбра. Опустив этот Т. на лине до желаемой глубины, начинают быстро выбирать линь; при таком поднятии кверху, сопротивляющаяся движению пинтовых крылышек С вода приводит во вращепие их и винт В, копец которого Р [рис. 5) удерживает в неустойчивом равновесии латунный цилиндр, окружающий Т. Сделав несколько оборотов, винт освобождает этот пили и р, и последний опрокидывается, поворачиваясь на 180° вокруг оси Н (рисунок 5).

Здесь особая защелка KR внезапно останавливает цилиндр и, благодаря толчку и инерции ртути, ртутный столбик разрывается в изогнутом месте В капилляры (рисунок 6). Чем длиннее оторвавшийся столбик (падающий на к »-пец капилляры, который из верхнего делается нижним), тем выше, следовательно, была температура на данной глубине. На одном лине можно, очевидно, укрепить несколько таких Т. и омювременно измерить температуру на нескольких глубинах. Почвенный Т. см. геотермометр. Электрические Т. см. термоэлектричество. Дифференциалы-ный Т. см. термоскоп. R Шулейкин.

В

Рисунок б.

Рисунок 4,

РиС. 5.