Componentes:
* bombilla: Un contenedor lleno de gas, generalmente un gas noble como el helio o el argón, porque están inertes y se comportan más idealmente.
* Cámara de volumen constante: Una cámara que mantiene un volumen constante del gas.
* Dispositivo de medición de presión: Típicamente un manómetro, que mide la presión del gas.
* Dispositivo de medición de temperatura: Por lo general, un termómetro para medir la temperatura del entorno circundante.
Cómo funciona:
1. Volumen constante: El volumen del gas en la cámara de volumen constante se mantiene constante ajustando el volumen de la bombilla. Esto asegura que cualquier cambio en la presión se deba únicamente a variaciones de temperatura.
2. Cambio de temperatura: Cuando cambia la temperatura del entorno, la temperatura del gas en la bombilla también cambia.
3. Variación de presión: A medida que cambia la temperatura del gas, su presión cambia proporcionalmente.
4. Medición de presión: El manómetro mide la presión del gas en la cámara de volumen constante.
5. Cálculo de temperatura: La lectura de presión se usa para calcular la temperatura del gas utilizando la ley de gas ideal: p₁v₁/t₁ =p₂v₂/t₂ . Dado que el volumen (v) es constante, la ecuación se simplifica a p₁/t₁ =p₂/t₂ .
6. Calibración: El termómetro se calibra en dos puntos fijos conocidos, como el punto de congelación y el punto de ebullición del agua. Esto permite una relación precisa entre presión y temperatura.
Ventajas:
* Alta precisión: Los termómetros de gas pueden medir la temperatura con alta precisión, particularmente a bajas temperaturas.
* amplio rango de temperatura: Se pueden usar en una amplia gama de temperaturas, desde temperaturas criogénicas hasta altas.
* Independiente de las propiedades del material: El funcionamiento de un termómetro de gas se basa en la ley de gas ideal, que es independiente del gas específico utilizado o el material del bulbo.
Limitaciones:
* Tiempo de respuesta lenta: Los termómetros de gas son relativamente lentos para responder a los cambios de temperatura debido a la inercia térmica del gas.
* voluminoso y frágil: Pueden ser voluminosos y frágiles, haciéndolos inadecuados para algunas aplicaciones.
* Asunción de gas ideal: La ley de gas ideal es una aproximación, y los gases reales se desvían del comportamiento ideal a altas presiones y bajas temperaturas.
Aplicaciones:
* Investigación científica: Utilizado en laboratorios para mediciones de temperatura precisas en experimentos.
* Calibración de otros termómetros: Se utiliza como estándar para calibrar otros termómetros, como los termómetros líquidos en el vidrio.
* Normas de temperatura: Los termómetros de gas a menudo se usan para definir y mantener escalas de temperatura.
En general, un termómetro de gas de volumen proporciona un método confiable y preciso para medir la temperatura en función de la relación entre el volumen, la presión y la temperatura de un gas ideal.
