2-Laboratoriya ishi. Manometrik termometrlar yordamida haroratni o’lchash

Gazli manometrik termometrlarning ishlash prinsipi germetik berkitilgan termotizimdagi inert gaz bosimining haroratga bog‘liqligiga asoslangan. Gazli termometrlardagi boshlang‘ich bosim haroratni o‘lchash chegaralariga bog‘liq bo‘lib, odatda 0,98...4,9 MN/m² (10...50 kgk/sm²) ni tashkil qiladi. Bu termometrlar -150°Cdan +1000°C gacha haroratlarni o‘lchash imkonini beradi. Gazli termometrlarning ish moddasi sifatida azot ishlatiladi. Gazli, termometrlarning ishi ideal gaz bosimi va harorati orasida to‘g‘ri chiziqli munosabat o‘rnatuvchi Sharl qonuniga asoslangan:
P_t  P₀ 1   (t  t₀ )

bu yerda, P₀ va P_t — gazning 0 va t haroratlardagi bosimi; β —gaz kengayishining termik koeffisienti; t₀ va t -°C da berilgan boshlang‘ich va oxirgi haroratlar.

Termometr shkalasi tekis, bu esa uning afzalligi hisoblanadi. Haroratlar farqi tufayli bosimning o‘zgarishi quyidagi ifodadan aniqlanadi:
P  P_t  P₀  P₀  (t  t₀ ) (2)
Termoballon hajmi termometr germetik (yopiq) tizimi hajmining 90% ini tashkil etadi. Termoballon, kapillyar va prujinalarning nisbiy hajmlari to‘g‘ri tanlangan tarzda kapillyarlari 40 m uzunlikdagi termometrlar haroratni kompensasiyasiz yetarli darajada aniq o‘lchay oladi. Kapillyar juda ham uzun bo‘lsa, termoballonning kerakli hajmi haddan tashqari kattalashadi, natijada asbobning issiqlik inersiyasi oshib ketadi.Hamma hollarda, ayniqsa, ishlatish vaqtida manometrik prujina va kapillyar naychani atrofidagi qizigan buyumlar ta’siridan ehtiyot qilish zarur. Ba’zan harorat o‘zgarishidan kelib chiqadigan xatolikni kompensasiya qilish uchun manometrik prujinaning uzatuvchi mexanizmi ichiga o‘rnatilgan bimetall spiral ko‘rinishidagi kompensasion qurlmadan foydalanadi. Bimetall spiral monometrik prujina haroratini o‘lchashda asosiy prujinaga nisbatan teskari yo‘nalishda harakat qiladi.Atrof-muhit havo haroratini o‘zgarishi kapillyarda va manometrik prujinada ish-moddasining kengayishga ta’sir qiladi. Bu hol termotizim bosimini va termometrning ko‘rsatishini xam o‘zgartiradi. Bu ta’sirni kamaytirish uchun prujina va kapillyar ichki hajmining termoballon hajmiga nisbatini kamaytirishga harakat qilinadi. Buning uchun termoballon uzunligi yoki uning diametri orttiriladi. Gazli manometrik termometr termoballonining uzunligi 500 mm dan ortmasligi lozim, termoballon diametri ushbu: 5, 8, 10, 12, 16, 20, 25 va 30 mm qatordan tanlanadi. Kapillyar uzunligi 0,6 dan to 60 m gacha bo‘lishi mumkin.Maxsus tayyorlangan gazli manometrik termometrlar 0°S dan past haroratlarni o‘lchash uchun ham qo‘llaniladi.
Masalan, vodorod gazli termometr -250⁰C gacha, geliylisi esa -267°C gacha haroratlarda ishlatilishi mumkin. Gazli manometrik termometrlarning o‘ziga xos kamchiliklaridan biri, ularning issiqlik inersiyasining kattaligidir. Buning sababi termoballon devorlari bilan uni to‘ldirgan gaz o‘rtasidagi issiklik almashish koeffisientining kichikligi va gazning issiqlik o‘tkazish qobiliyatinint kamligidir. Suyuqlikli manometrik termometrlar tizimi boshlang‘ich bosim ostida suyuklik bilan to‘ldiriladi. Buning uchun simob, ksilol, propil alkogol, metaksilol va hokazolar ishlatiladi. Suyuklikli termometrlar uchun bog‘lovchi kapillyarlar uzunligi 0,6 m dan 10 metrgacha bo‘ladi. Bu termometrlar -150°C dan 600°C gacha bo‘lgan haroratlarni o‘lchashga imkon beradi.Termoballon harorati t₀ dan t gacha orttirilganda undagi suyuqlik kengayadi, ortiqcha hajm kapillyarga va manometrik prujinaga ta’sir etadi.