Un termómetro de gas es un dispositivo que utiliza la relación entre la presión y la temperatura de un gas para medir la temperatura. Aquí hay un desglose de su construcción y cómo funciona:
Componentes:
1. Bulbo: Un recipiente sellado lleno de gas (generalmente helio o hidrógeno) a baja presión. El volumen de la bombilla es constante.
2. Mango de presión: Un dispositivo que mide la presión del gas dentro de la bombilla. Este es a menudo un manómetro, un tubo en forma de U que contiene un líquido como el mercurio.
3. Tubo de conexión: Un tubo conecta la bombilla al medidor de presión, lo que permite transmitir la presión.
Principio de trabajo:
1. Ley de gas ideal: El termómetro de gas funciona en función de la ley de gas ideal, que establece: pv =nrt , dónde:
* P: Presión del gas
* V: Volumen del gas
* n: Número de lunares del gas
* r: Gas ideal constante
* t: Temperatura absoluta del gas
2. Volumen constante: En un termómetro de gas, el volumen (V) de la bombilla se mantiene constante. Esto significa que la presión (P) es directamente proporcional a la temperatura absoluta (t).
3. Medición de temperatura: Al medir la presión del gas, podemos determinar la temperatura utilizando la relación entre presión y temperatura. Dado que el volumen y la cantidad de gas son constantes, el cambio de presión se debe únicamente al cambio de temperatura.
Calibración:
1. Punto de hielo: El termómetro de gas se calibra primero en el punto de hielo (0 ° C o 273.15 K). Se registra la presión en este punto.
2. Punto de vapor: A continuación, el termómetro se coloca en agua hirviendo (100 ° C o 373.15 K), y la presión se mide nuevamente.
3. Relación lineal: Suponiendo un comportamiento de gas ideal, las lecturas de presión en el punto de hielo y el punto de vapor definen una relación lineal entre la presión y la temperatura. Esta relación lineal se puede usar para determinar la temperatura para cualquier otra lectura de presión.
Ventajas:
* Alta precisión: Los termómetros de gas pueden lograr una precisión muy alta, especialmente a bajas temperaturas.
* amplio rango de temperatura: Pueden medir una amplia gama de temperaturas, de muy bajas a muy altas.
* directamente relacionado con la temperatura absoluta: La lectura de presión se correlaciona directamente con la temperatura absoluta, por lo que es una herramienta de medición de temperatura fundamental.
Desventajas:
* Tiempo de respuesta lenta: Los termómetros de gas pueden ser lentos para alcanzar el equilibrio térmico con el medio ambiente, lo que los hace inadecuados para cambios rápidos de temperatura.
* voluminoso y frágil: El bulbo y el manómetro pueden ser relativamente voluminosos y frágiles, lo que hace que sean difíciles de usar en algunas aplicaciones.
* No es práctico para el uso diario: Se utilizan principalmente en entornos de laboratorio para fines de investigación y calibración debido a su complejidad.
Conclusión:
Si bien no se usa ampliamente en la vida diaria, los termómetros de gas juegan un papel crucial en la investigación científica y la calibración de otros dispositivos de medición de temperatura. Su dependencia de las leyes fundamentales de la termodinámica les permite proporcionar mediciones de temperatura altamente precisas y confiables en un amplio rango.
