Реферат: визначення термодинамічних властивостей різних речовин і матеріалів
Методи порівняння засновані на порівнянні вимірюваної величини з іншою, що відтворюється мірою. Вони забезпечують більш високу точність вимірювання, проте вимірювальні прилади, засновані на цьому методі, як правило, складніші в конструктивному відношенні. Розрізняють такі різновиди методів порівняння:
Метод порівняння з мірою - це метод вимірювання, при якому вимірювана величина порівнюється з іншою, що відтворюється мірою. Наприклад, вимірювання напруг постійного струму на конденсаторі порівнянням із ЕДС нормального елемента.
Метод протиставлень - метод порівняння з мірою, при якому вимірювана величина та величина, що відтворена мірою, одночасно впливають на прилад порівняння, за допомогою якого встановлюється співвідношення між цими величинами. Наприклад, вимірювання маси на рівноплечих вагах з розміщенням вимірюваної маси та зрівноважуючих її гир на двох шальках ваг; вимірювання частоти за фігурами Ліссажу.
Диференціальний метод - метод порівняння з мірою, при якому на вимірювальний прилад діє різниця між вимірюваною та відтвореною мірою величиною. Цей метод дозволяє одержати результати з високою точністю, навіть при застосуванні відносно грубих приладів. Прикладом методу може бути вимірювання ЕРС ( Ех ) порівнянням її з еталонною ЕРС ( Еет ).
Метод заміщень - метод порівняння з мірою, при якому вимірювану величину заміщують відомою величиною, відтвореною мірою. При цьому методі вимірювана величина заміщується відтвореною мірою величиною таким чином, що показання індикатора вимірювального приладу залишаються незмінним. Прикладом може служити зважування з почерговим розміщенням вимірюваної маси та гир на одну та ту ж саму шальку ваг.
Метод збіжностей - метод порівняння з мірою, при якому різииця між вимірюваною величиною та величиною, що відтворена мірою, вимірюється за допомогою використання збіжності позначок шкал або періодичних сигналів. Цей метод використовується при вимірюванні довжини за допомогою штангенциркуля з ноніусом. Сюди також відносяться методи, що використовують явища биття, стробоскопічний ефект, інтерференцію світлових хвиль тощо.
Нульовий метод - метод порівняння з мірою, при якому результуючий ефект дії вимірювальної величини та відомої величини, яка відтворюється мірою, на приладі порівняння доводять до нуля. Метод застосовується в тому випадку, коли використовується багатозначна міра (міра, що відтворює ряд однойменних величин різноманітного розміру) або набір мір. Класичним прикладом використання нульового методу є різноманітні мостові схеми для вимірювання індуктивностей, ємностей та інших величин.
3.Термодинамічні величини
Будь-який процес вимірювання безпосередньо або побічно заснований на порівнянні вимірювальної фізичні величини із деяким розміром, умовно прийнятим за одиницю. Отже, принципова можливість проведення вимірювання може бути реалізована тільки в тому випадку, якщо встановлений спосіб досить точного фізичного відтворення одиниці фізичні величини у вигляді конкретного зразка - еталона одиниці. Тому науково-обгрунтований вибір одиниць, побудова їхніх систем, а також створення відповідної системи еталонів є найважливішими проблемами метрології. Історично склалося так, що рівнобіжний та майже незалежний розвиток різноманітних галузей науки й техніки призвів до появи багатьох систем одиниць фізичних величин та великого числа позасистемних одиниць. Існуюча і зараз множинність одиниць викликає необхідність перекладу значень фізичних величин з одних одиниць в інші, гальмує розвиток промисловості, ускладнює науково-технічні й економічні зв'язки між різними країнами, вивчення наукових дисциплін.
В міру розвитку метрології було встановлено, що доцільним є такий вибір одиниць, при якому одиниці деяких розмірів установлюють довільно, незалежно один від одного (такі одиниці називають основними), а одиниці інших розмірів виражають через основні, виходячи з фізичних формул (визначальних рівнянь), що пов'язують вимірювальні величини з основними (такі одиниці називають похідними).
Основними термодинамічними одиницями є:
1.Термодинамічна температура - [T,]; (thermodynamic temperature, термодинамическая температура) - температура, що відлічується за термодинамічною шкалою температур від абсолютного нуля.
Термодинамічна температура та її одиниця є основними величиною та одиницею СІ, тому як і для інших основних одиниць, розмірність та одиницю температури обирають довільно:
dim T = , [T] =1 K. Кельвін (К, К) - дорівнює 1/273,16 термодинамічної температури потрійної точки води.
У межах СІ можна застосовувати також температуру Цельсія
1.1 Температура Цельсія - [t]; (Celsius temperature, температура Цельсия) - температура, яка визначається рівністю t = T - T0,де за визначенням T0 = 273,15 К, тобто T0 є точно на 0,01 К нижчою від термодинамічної температури потрійної точки води.
Зрозуміло, що розмірність температури Цельсія така сама, що й термодинамічної температури, але температура Цельсія має свою одиницю, яку завжди можна застосовувати нарівні з кельвіном:
dim t = , [t]= 1 оС.
Градус Цельсія (оС, оС) - похідна одиниця СІ, яка є спеціальною назвою для одиниці кельвін і використовується для вираження значень температури Цельсія.
Як одиниця температурного інтервалу градус Цельсія точно дорівнює кельвіну:
1 К = 1 оС. З огляду на це стандарти дозволяють використовувати як одиниці температурних інтервалів або різниці температур нарівні кельвін та градус Цельсія.
Для практичних вимірювань 1990 р. було запроваджено нову Міжнародну температурну шкалу (МТШ-90), яка замінила раніше використовувані Міжнародну практичну температурну шкалу (МПТШ-68) та Тимчасову температурну шкалу 1976 р. для температур від 0,5 К до 30 К. МТШ-90 базується на визначеній кількості фіксованих точок та інтерполяційних процедурах, що виконуються з допомогою визначених засобів вимірювань, і визначає температури, нижчі від 0,65 К. Величини, що відповідають термодинамічній температурі та температурі Цельсія та визначені за цією шкалою, позначаються відповідно Т90 та t90; при цьому t90 = Т90 - Т0.
Т90 має назву "Міжнародна температура Кельвіна", а t90 – "Міжнародна температура Цельсія. Одиницями Т90 та t90 є відповідно кельвін і градус Цельсія, так само, як і для температур Тта t.
Розглянемо найуживаніші позасистемні одиниці температури, які проте не допустимі до застосування.
1.2 Градус Реомюра (оR, оR): 1 оR = 5/4 оC.
Температура за шкалою Реомюра (tR) переводиться в температуру за шкалою Цельсія за формулою tR = 4/5 t.
Реперні точки шкали Реомюра: температура танення льоду (0 оR) та температура кипіння води (80 оR); розмір градуса Реомюра визначено як 1/80 частка температурного інтервалу між цими реперними точками. Звідси й отримано раніше наведені співвідношення для 1 оR та tR.
1.3 Градус Фаренгейта (оF, оF) 1 оF = 5/9 оC.
Температура за шкалою Фаренгейта (tf) переводиться в температуру за шкалою Цельсія за формулою t = 5/9(tf - 32).
Реперні точки шкали Фаренгейта: температура танення льоду (32 оF) та температура кипіння води (212 оF); розмір градуса Фаренгейта визначено як 1/100 частка температурного інтервалу між цими реперними точками. Звідси й отримано раніше наведені співвідношення для 1 оF та tf.
1.4 Градус Ренкіна (о Ra ,о Ra )1 о Ra = 1 о F = 5/9 о C .
Температура за шкалою Ренкіна (tF) переводиться в температуру за шкалою Цельсія за формулою t = 5/9tF - 273,15.
Розмір градуса Ренкіна дорівнює розміру градуса Фаренгейта, але відлік температурної шкали Ренкіна починається з абсолютного нуля температури.