Экспериментальная установка для изучения адиабатического расширения газов…
3
Малоинерционный электрический термометр сопротивления
служит для измерения температуры газа перед его расширением и
быстрого измерения температуры газа в сосуде сразу после расшире-
ния. Термометр (см. рис. 1) состоит из терморезистора
7
ТП-2/0,5 и
цифрового вольтметра
6
для измерения сопротивления терморези-
стора. Терморезистор ТП-2/0,5 устроен следующим образом. В стек-
лянном баллоне с цоколем на длинных тонких вольфрамовых нитях
подвешен миниатюрный стержень (размерами примерно 1,5×0,2 мм),
выполненный из полупроводникового материала. Для использования
в данной установке стеклянный баллон был удален. При измерении
сопротивления через терморезистор протекает ток, значение которо-
го различно на разных пределах прибора для измерения сопротивле-
ния. В установке использовано предельное значение сопротивления
2 МОм, при котором измерительный ток составляет 1 мкА, нагрев
терморезистора током пренебрежимо мал.
Термометр сопротивления прокалиброван в интервале темпера-
тур 24…74
о
C, измеренных ртутным термометром. Установлено, что
сопротивление
R
терморезистора подчиняется типичной для полу-
проводников зависимости от температуры
T
:
exp .
B
R A
T
(2)
Калибровка терморезистора, используемого в данной установке,
обусловила следующие значения коэффициентов:
A
= 0,0236 кОм,
B
= 2 322 K. Температуру газа в сосуде вычисляли по результатам
измерения сопротивления терморезистора по формуле, которая сле-
дует из выражения (2):
ln ln
B T
R A
.
(3)
Постоянная времени термометра сопротивления, включая инер-
ционность цифрового омметра, составляет менее 1 с.
Экспериментальное изучение адиабатического расширения влаж-
ного воздуха с помощью данной установки проводили в зимнее время
в помещении при температуре воздуха
T
1
= 294 K и атмосферном дав-
лении
p
2
= 1,023 ат, которое измеряли барометром (1 ат = 9,81
.
10
4
Па).
Воздух в сосуд нагнетали насосом, что сопровождалось нагре-
ванием сосуда. После окончания нагнетания воздуха температура
воздуха в сосуде опускалась до комнатной температуры
T
1
. Затем
измеряли манометром избыточное давление Δ
p
и определяли давле-
ние газа в сосуде:
p
1
=
p
2
+ Δ
p
. Для быстрого удаления избыточного
воздуха в атмосферу открывали кран
5
. При этом сопротивление
