Fenomene de Transfer

MĂSURAREA TEMPERATURII

1. Introducere

Temperatura este o mărime fundamental împreună cu lungimea, timpul, masa, cantitatea de substantă, intensitatea curentului electric si intensitatea luminoasă, fiind cea mai evidentă proprietate termică a corpurilor. La scară microscopica temperatura este considerată ca măsură a intensitătii miscării termice a moleculelor. Dacă două corpuri sunt puse în contact termic (neglijând influenta altor contacte), datorită transferului de căldură dintre ele temperaturile lor se egalizează. Dacă, după egalizare, se întrerupe contactul termic, temperaturile lor rămân

aceleasi.

Mărimea care caracterizează starea termică a corpurilor aflate în echilibru termodinamic se numeste temperatură. Deci, două sau mai multe corpuri încontact aflate în echilibru termodinamic au aceeasi temperatură.

Această proprietate dă posibilitatea de a se compara valorile temperaturilor a două sau a mai multor corpuri fără a le pune în contact termic nemijlocit. Pentru aceasta se foloseste un corp intermediar, denumit corp termometric. Acesta este pus în contact termic direct cu fiecare dintre ele.

Se consideră conventional că temperature unui corp este mai mare decât a altui corp dacă, puse în contact termic, energia termică trece de la primul către cel de al doilea.

Deci, temperatura nu poate fi măsurată direct. Corpurile termometrice sunt acele corpuri la care una dintre proprietăTile lor fizice variază cu temperatura după legi bine cunoscute. Scara de temperatură trebuie astfel aleasă încât să existe o funcTie continuă, univocă si monotonă de temperatură în intervalul considerat.

O scară de temperatură se stabileste astfel: se pune succesiv în contact corpul termometric cu o substanTă aflată în două stări termice diferite (complet determinate prin condiTiile exterioare), fiecărei stări corespunzându-i o anumită valoare a proprietăTii fizice a corpului termometric. Se atribuie o anumită valoare a temperaturii, corespunzătoare fiecărei valori a proprietăTii fizice. ConvenTional s-au ales ca stări termice pentru stabilirea scării de temperatură starea termică ce corespunde topirii gheTii si fierberii apei la presiunea atmosferică normală fizică ( PN101325Pa N p ). Atribuind în mod convenTional diferite valori pentru temperatura celor două stări fixe, s-au obTinut diferite scări termometrice (de temperatură):

- scara Celsius (scara centigradă), temperatura fiind notată cu t: 0oC si respectiv 100oC;

- scara Réaumur, temperatura fiind notată cu tR: 0oR si respectiv 80oR;

- scara Fahrenheit, temperatura fiind notată tF : 32oF si respectiv 212oF.

Scara termodinamică de temperatură, definită pe baza principiului al doilea al termodinamicii, are originea în punctul zero absolut (la care încetează miscarea moleculară).

Temperatura termodinamică absolută se notează cu T si are unitatea de măsură gradul Kelvin. Întrucât gradul Kelvin, se alege practic egal cu gradul Celsius, pe această scară temperatura de topire a gheTii are valoarea de referinTă (adoptată pentru starea normală fizică): TN273,15K

RelaTiile care leagă temperaturile exprimate în scările de mai sus si scara

termodinamică rezultă: T=TN+t=TN + 5/4 tR=TN+5/9(tF-32) [K]

Scara internaTională practică de temperaturi are la bază temperature reproductibile, denumite puncte fixe, referitoare la anumite fenomene:

- punctul triplu al hidrogenului: 13,81K;

- punctul de fierbere al hidrogenului la p 33330,6 Pa : 17,042 K;

- punctul de fierbere al hidrogenului la pN101325Pa : 20,28 K;

- punctul de fierbere al neonului la pN 101325Pa : 27,102 K;

- punctul triplu al oxigenului: 54,361 K;

- punctul de fierbere al oxigenului la pN 101325Pa : 90,188 K;

- punctul triplu al apei: 273,16 K;

- temperatura de fierbere a apei la pN101325Pa : 373,15 K;

- temperatura de solidificare a zincului la pN 101325Pa : 692,73 K;

- temperatura de solidificare a argintului la pN 101325Pa : 1235,08 K;

- temperatura de solidificare a aurului la pN101325Pa: 1337,58 K.

În afară de aceste puncte fixe maiexistă si altele intermediare, frecvent utilizate în etalonările de mare precizie.