مقياس حرارة الغاز

مقياس الحرارة الغازي هو مقياس حرارة مرجعي يقيس درجة الحرارة على نطاق واسع، باستخدام تغير الضغط أو الحجم لغاز محصور كآلية تشغيله. ^{[ 1 ]}

وفقًا لقانون شارل ، يتناسب حجم الغاز طرديًا مع درجة حرارته، عندما يظل ضغطه وكتلته ثابتين؛ ^{[ 2 ]} أي،

${\displaystyle V\propto T\,}$

بعبارة أخرى،

$//$

أين${\displaystyle V}$هو الحجم،${\displaystyle T}$هي درجة الحرارة الديناميكية الحرارية و${\displaystyle k}$هو الثابت الخاص بالنظام. الثابت${\displaystyle k}$لا يمثل قيمة ثابتة ثابتة عبر جميع الأنظمة، وبالتالي يجب إيجادها تجريبياً لنظام معين من خلال الاختبار بقيم درجة حرارة معروفة.

يعمل هذا الجهاز على نفس مبدأ موازين الحرارة الزئبقية. فإذا أمكن قياس تغير في الحجم باستخدام درجة حرارة قياسية معلومة (مثل درجة انصهار الماء)، فإنه يمكن تحديد درجة الحرارة المجهولة الثانية.

يعمل مقياس الحرارة الغازي ذو الحجم الثابت على أساس قانون الضغط ودرجة الحرارة : عندما يتم الحفاظ على حجم الغاز ثابتًا، فإن ضغطه يتناسب طرديًا مع درجة حرارته.

${\displaystyle P\propto T}$

إنه،

${\displaystyle {\frac {P_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}}{T_{2}}}}$

يلعب مقياس الحرارة الغازي ذو الحجم الثابت دورًا حاسمًا في فهم كيفية اكتشاف الصفر المطلق قبل وقت طويل من ظهور علم التبريد .

لنفترض رسمًا بيانيًا للضغط مقابل درجة الحرارة، تم إعداده في ظروف قياسية (أعلى بكثير من الصفر المطلق)، لثلاث عينات مختلفة من أي غاز مثالي (أ، ب، ج) . وبقدر ما يكون الغاز مثاليًا، يعتمد الضغط خطيًا على درجة الحرارة، ويحدث استقراء الضغط إلى الصفر عند الصفر المطلق. ^{[ 3 ]} تجدر الإشارة إلى أنه كان من الممكن جمع البيانات باستخدام ثلاث كميات مختلفة من الغاز نفسه، مما كان سيجعل إجراء هذه التجربة سهلًا في القرن الثامن عشر.

• أدوات الديناميكا الحرارية
• قانون بويل
• قانون الغازات الموحد
• قانون غاي-لوساك
• قانون أفوجادرو
• قانون الغاز المثالي