* M c tiêu:ụ
Sinh viên phân tích được khái ni m và phân lo i đệ ạ ược các d ng c đoụ ụ nhi t đệ ộ
1.1. Khái ni m v nhi t đ và thang đo nhi t đ :ệ ề ệ ộ ệ ộ
1.1.1. Khái ni m: ệ
T lâu ngừ ười ta đã bi t r ng tính ch t c a v t ch t có liên quan m t thi tế ằ ấ ủ ậ ấ ậ ế t i m c đ nóng l nh c a v t ch t đó. Nóng l nh là th hi n tình tr ng giớ ứ ộ ạ ủ ậ ấ ạ ể ệ ạ ữ nhi t c a v t và m c đ nóng l nh đó đệ ủ ậ ứ ộ ạ ược g i là nhi t đ . V y nhi t đ là đ iọ ệ ộ ậ ệ ộ ạ lượng đ c tr ng cho tr ng thái nhi t, theo thuy t đ ng h c phân t thì đ ngặ ư ạ ệ ế ộ ọ ử ộ năng c a v t.ủ ậ
E = 3/2 K.T
Trong đó: K h ng s Bonltzman. ằ ố
E Đ ng năng trung bình chuy n đ ng th ng c a các phân t ộ ể ộ ẳ ủ ử
T Nhi t đ tuy t đ i c a v t . ệ ộ ệ ố ủ ậ
Theo đ nh lu t 2 nhi t đ ng h c: Nhi t lị ậ ệ ộ ọ ệ ượng nh n vào hay t a ra c a môiậ ỏ ủ ch t trong chu trình Cácnô ng v i nhi t đ c a môi ch t và có quan h :ấ ứ ớ ệ ộ ủ ấ ệ
Hình 3.1: Chu trình Cácnô
V y khái ni m nhi t đ không ph thu c vào b n ch t mà ch ph thu cậ ệ ệ ộ ụ ộ ả ấ ỉ ụ ộ nhi t lệ ượng nh n vào hay t a ra c a v t. ậ ỏ ủ ậ
Mu n đo nhi t đ thì ph i tìm cách xác đ nh đ n v nhi t đ đ xây d ng ố ệ ộ ả ị ơ ị ệ ộ ể ự
thành thang đo nhi t đ (có khi g i là thệ ộ ọ ước đo nhi t đ ). D ng c dùng đo nhi tệ ộ ụ ụ ệ đ g i là nhi t k , nhi t k dùng đo nhi t đ cao còn g i là h a k . ộ ọ ệ ế ệ ế ệ ộ ọ ỏ ế
1.1.2. Thang đo nhi t đ và đ n v :ệ ộ ơ ị
Thang Kelvin (Thomson Kelvin – 1852): Thang nhi t đ ng h c tuy t đ i,ệ ộ ọ ệ ố đ n v nhi t đ là K. Trong thang đo này ngơ ị ệ ộ ười người ta gán cho nhi t đ c aệ ộ ủ đi m cân b ng ba tr ng thái nể ằ ạ ước – nước đá – h i m t giá tr s b ng 273,15 K.ơ ộ ị ố ằ
Thang Celsius (Andreas Celsius – 1742): Thang nhi t đ bách phân, đ nệ ộ ơ v nhi t đ là ị ệ ộ oC. Trong thang đo này nhi t đ c a đi m cân b ng tr ng tháiệ ộ ủ ể ằ ạ nước – nước đá b ng 0ằ oC, nhi t đ đi m nệ ộ ể ước sôi là 100oC.
Nhi t đ Celsius xác đ nh qua nhi t đ Kelvin theo bi u th c:ệ ộ ị ệ ộ ể ứ
T(oC) = T(K) – 273,15
Thang Fahrenheit (Fahrenheit – 1706): Đ n v nhi t đ là ơ ị ệ ộ oF. Trong thang đo này, nhi t đ c a đi m nệ ộ ủ ể ước đá tan là 32oF và đi m nể ước sôi là 212oF.
Quan h nhi t đ Fahrenheit và nhi t Celsius:ệ ệ ộ ệ
329 9 5 ) ( C T F T o o
B ng 3.1: Nhi t đ m t s hi n tả ệ ộ ộ ố ệ ượng quan tr ng theo các thang đoọ
Nhi t đệ ộ Kelvin (K) Celsius (oC) Fahrenheit (oF)
Đi m 0 tuy t đ iể ệ ố 0 273,15 459,67 H n h p nỗ ợ ước – nước đá 273,15 0 32 Cân b ng nằ ước – nước đá –
h iơ 273,16 0,01 32,018
1.2. Phân lo i các d ng c đo nhi t đ :ạ ụ ụ ệ ộ
Có nhi u cách phân lo i ề ạ
Theo phương pháp đo ta có th chia d ng c đo nhi t đ làm 2 lo i chính:ể ụ ụ ệ ộ ạ
D ng c đo nhi t đ ki u tr c ti p ti p xúc.ụ ụ ệ ộ ể ự ế ế
Dung c đo ki u gián ti p ti p xúc. ụ ể ế ế
Theo m c đ chính xác nh : Lo i chu n Lo i m u Lo i th c d ng. ứ ộ ư ạ ẩ ạ ẫ ạ ự ụ
Ho c theo cách cho s đo nhi t đ ta có các lo i: Ch th T ghi Đo t xa ặ ố ệ ộ ạ ỉ ị ự ừ
1.2.1. D ng c đo nhi t đ ki u tr c ti p ti p xúc:ụ ụ ệ ộ ể ự ế ế
D ng c đo nhi t đ ki u tr c ti p ti p xúc là d ng c đo nhi t đ cóụ ụ ệ ộ ể ự ế ế ụ ụ ệ ộ ph n t c m bi n ti p xúc tr c ti p v i v t ho c môi trầ ử ả ế ế ự ế ớ ậ ặ ường c n đo nhi t đ .ầ ệ ộ
Lo i này thạ ường được dùng đ đo d i nhi t đ trung bình và th pể ở ả ệ ộ ấ
Theo đ c đi m và nguyên lý làm vi c ta có th chia d ng c đo nhi t đặ ể ệ ể ụ ụ ệ ộ ki u tr c ti p ti p xúc thành các lo i sau:ể ự ế ế ạ
+ Nhi t k dãn nệ ế ở: Đo nhi t đ b ng quan h gi a s dãn n c a ch t r nệ ộ ằ ệ ữ ự ở ủ ấ ắ hay ch t nấ ước đ i v i nhi t đ . Ph m vi đo thông thố ớ ệ ộ ạ ường t 200 đ n 500ừ ế oC . Ví d nh nhi t k th y ngân, rụ ư ệ ế ủ ượu....
+ Nhi t k ki u áp kệ ế ể ế: Đo nhi t đ nh bi n đ i áp su t ho c th tích c aệ ộ ờ ế ổ ấ ặ ể ủ ch t khí, ch t nấ ấ ước hay h i bão hòa ch a trong m t h th ng kín có dung tích cơ ứ ộ ệ ố ố đ nh khi nhi t đ thay đ i. Kho ng đo thông thị ệ ộ ổ ả ường t 0 đ n 300 ừ ế oC.
+ Nhi t k đi n trệ ế ệ ở: Đo nhi t đ b ng tính ch t bi n đ i đi n tr khi nhi tệ ộ ằ ấ ế ổ ệ ở ệ đ thay đ i c a v t d n ho c bán d n. Kho ng đo thông thộ ổ ủ ậ ẫ ặ ẫ ả ường t 200 đ nừ ế 1000°C .
+ C p nhi tặ ệ : Còn g i là nhi t ng u, pin nhi t đi n. Đo nhi t đ nh quanọ ệ ẫ ệ ệ ệ ộ ờ h gi a nhi t đ v i su t nhi t đi n đ ng sinh ra đ u m i hàn c a 2 c cệ ữ ệ ộ ớ ấ ệ ệ ộ ở ầ ố ủ ự nhi t đi n làm b ng kim lo i ho c h p kim. Kho ng đo thông thệ ệ ằ ạ ặ ợ ả ường t 0 đ nừ ế 1600oC
1.2.2. D ng c đo nhi t đ ki u gián ti p: ụ ụ ệ ộ ể ế
D ng c đo nhi t đ ki u gián ti p là d ng c đo nhi t đ có ph n t c mụ ụ ệ ộ ể ế ụ ụ ệ ộ ầ ử ả bi n không ti p xúc tr c ti p v i v t ho c môi trế ế ự ế ớ ậ ặ ường c n đo nhi t đ ầ ệ ộ
Lo i này thạ ường được dùng đ đo d i cao và r t cao.ể ở ả ấ
Khi kho ng đo có nhi t đ cao (600ả ệ ộ 0C đ n 6000ế 0C) thì người ta dùng m tộ d ng c đo g i là h a quang k . Đo nhi t đ c a v t thông qua tính ch t b c xụ ụ ọ ỏ ế ệ ộ ủ ậ ấ ứ ạ c a v tủ ậ
Theo đ c đi m nguyên lý làm vi c ngặ ể ệ ười ta chia ra 3 lo i chính:ạ
Hoả quang kế phát xạ
Hoả quang kế cường độ sáng Hoả quang kế màu s cắ