Un termómetro de gas de volumen constante es un dispositivo que utiliza la relación entre la presión y la temperatura de un gas ideal en Volumen constante para medir la temperatura. Esta relación es descrita por la ley de gay-lussac , que establece que la presión de un gas a volumen constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
Así es como funciona:
1. La configuración: El termómetro consiste en una bombilla llena con una cantidad conocida de gas (generalmente helio o hidrógeno) conectado a un medidor de presión y un mecanismo para ajustar el volumen. El bulbo se coloca en un baño térmico y el volumen se mantiene constante.
2. Medición de presión: A medida que cambia la temperatura del baño térmico, la presión del gas en la bombilla también cambia. El medidor de presión mide con precisión estas variaciones de presión.
3. Cálculo de temperatura: El cambio en la presión es directamente proporcional al cambio de temperatura. Conociendo la presión y la temperatura iniciales del gas, la temperatura se puede calcular utilizando la fórmula:
t =(p / p0) * t0
Dónde:
* t es la temperatura desconocida
* P es la presión a la temperatura desconocida
* P0 es la presión a una temperatura conocida (generalmente el punto de hielo)
* t0 es la temperatura conocida (generalmente el punto de hielo, que es 273.15 k)
Ventajas de termómetros de gas de volumen constante:
* Alta precisión: Son conocidos por su alta precisión y precisión en la medición de la temperatura, especialmente a bajas temperaturas.
* Calibración: Se pueden usar para calibrar otros termómetros, incluidos los que dependen de diferentes propiedades físicas.
* Comportamiento ideal de gas: Se basan en el comportamiento de un gas ideal, que es independiente del gas específico utilizado.
Desventajas de termómetros de gas de volumen constante:
* Diseño complejo: Son más complejos de construir y operar en comparación con otros termómetros.
* Respuesta lenta: La respuesta del termómetro a los cambios de temperatura puede ser lenta, especialmente a bajas temperaturas.
* Rango limitado: Su rango generalmente se limita a bajas temperaturas.
Aplicaciones de termómetros de gas de volumen constante:
* Calibrar otros termómetros
* Medición de temperaturas en la investigación científica
* Determinar el triple punto de agua
Si bien los termómetros de gas de volumen constante no se usan comúnmente en la vida cotidiana, siguen siendo vitales en la comunidad científica para lograr mediciones de temperatura altamente precisas. Sirven como el estándar contra el cual otros termómetros están calibrados, asegurando la precisión y la confiabilidad en la investigación científica y la industria.
