Понятие о температуре и температурных шкалах.
Температурой называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической энергии поступательного движения молекул. Отсюда температурой называют уловную статистическую величину, прямо пропорциональную средней кинетической энергии молекул тела.
Все предлагаемы температурные шкалы строились (за редким исключением) одинаковым путем: двум (по меньшей мере) постоянным точкам присваивались определенные числовые значения и предполагалось, что видимое термометрическое свойство используемого в термометре вещества линейно связанно с температурой t.
t=kE+D
где k – коэффициент пропорциональности;
E – термометрическое свойство;
D – постоянная, определяющая начало отсчета шкалы.
Принимая для двух постоянных точек определенные значения температур, можно вычислить постоянные k, D и на этой основе построить температурную шкалу. При изменении температуры коэффициент k меняется, при чем различно для разных термометрических веществ. Поэтому термометры, построенные на базе различных термометрических веществ с равномерной градусной шкалой, давали при температурах, отличающихся от температур постоянных точек, различные показания. Последние становились особенно заметными при высоких (много больших температуры кипения воды) и очень низких температурах.
Термодинамическая шкала тождественна шкале идеального газа, построенной на зависимости давления идеального газа от температуры. Законы изменения давления от температуры для реальных газов отклоняются от идеальных, но поправки на отклонения реальных газов невелики и могут быть установлены с высокой степенью точности. Поэтому, наблюдая за расширением реальных газов и вводя поправки, можно оценить температуру по термодинамической шкале.
В начале XX века широко применялись шкалы Цельсия и Реомюра, а в научных работах – также шкалы Кельвина и водородная. Пересчеты с одной шкалы на другую создавали большие трудности и приводили к ряду недоразумений. Потому в 1933 году было принято решение о введении Международной температурной шкалы (МТШ).
Опыт применения МТШ показал необходимость внесения в нее ряда уточнений и дополнений, чтобы по возможности максимально приблизить ее к термодинамической шкале. Поэтому МТШ была пересмотрена и приведена в соответствие с состоянием знаний того времени. В 1960 году было утверждено новое “Положение о международной практической температурной шкале” 1948 года.
https://studfiles.net/preview/3599233/page:2/
Практическая работа № 17
Тема: Измерение температур
Цель работы: Изучить назначение, виды, конструкцию и принцип работы термометров, применяемых на нефтегазовых промыслах.
Теоретическая часть.
1. Назначение термометров.
2. Виды термометров.
Практическая часть.
1. Термометры манометрические.
1.1.Рисунок 1.
1.2. Конструкция термометра.
1.3. Принцип действия.
1.4. Применение.
2.Термометры сопротивления.
2.1.Рисунок 2.
2.2. Конструкция термометра.
2.3. Принцип действия.
2.4. Применение.
3. Измерение температуры в скважине.
1. Справочник мастера по добыче нефти и газа, стр. 259-263
2. Конспект
Приборы для измерения температуры
Основные типы термометров
В процессах, имеющих место на нефтегазодобывающих предприятиях, важно знать температуры веществ, участвующих в той или иной технологии.
Приборы для измерения температуры по принципу действия подразделяются на:
· термометры расширения (технические стеклянные, манометрические, дилатометрические, биметаллические);
· термоэлектрические пирометры (термопары);
· термометры сопротивления.
Термометры расширения
Термометры расширения бывают:
· жидкостно-стеклянные термометры представляют собой стеклянную трубку, внутри которой проходит капилляр, заканчивающийся книзу резервуаром, заполненным жидкостью (спирт, ртуть). При изменении температуры рабочая жидкость, расширяясь в резервуаре, поднимается по капилляру вверх тем выше, чем выше измеряемая температура;
· манометрические термометры – представляют собой замкнутую систему, в которую входят: термобаллон, погружаемый в измеряемую среду, капилляр, упругая манометрическая пружина, рычажная система. При погружении термобаллона в измеряемую среду увеличивается (или уменьшается) давление в замкнутой системе, что вызывает деформацию манометрической пружины;
· дилатометрические термометры – принцип действия основан на различии коэффициентов линейного расширения металлов и сплавов. Состоит из инварного стержня, латунной трубки и показывающей стрелки;
· биметаллические термометры – принцип действия, так же, как и у дилатометрических, основан на различии коэффициентов линейного расширения металлов.
Термометры сопротивления
Принцип действия термометра сопротивления (ТС), основан на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. ТС – это чувствительный элемент (проводник или полупроводник), зависимость которого от температуры известна. Зная эту зависимость, можно помещая термометр в рабочую среду с неизвестной температурой и замеряя его сопротивление, определить температуру среды. Сопротивление термометра измеряется вторичными приборами типа логометр и уравновешенный мост. Основной деталью ТС является каркас, на который наматывается проволока чувствительного элемента.