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THERMOMET RY 5 DE MERCURIAL. See also:Le See also:type le plus See also:familier de thermomètre dépend de l'expansion apparente d'un liquide hermétiquement scellé dans une ampoule de See also:verre attachée à une See also:tige graduée de l'alésage See also:fin. De tous See also:les thermomètres de liquidin-verre ceux qui contiennent le See also:mercure sont presque invariablement choisis pour See also:des buts scientifiques, bien qu'à première vue le mercure semble être le moindre liquide approprié, à cause de son See also:petit coefficient d'expansion. La petite See also:dimension de l'expansion rend nécessaire un alésage extrêmement fin pour la tige, qui présente des erreurs en conséquence de la tension superficielle élevée du mercure. La densité considérable du liquide tend également exagèrent les effets du changement de la position dû à la variation de la See also:pression exercée sur l'intérieur de l'ampoule par la See also:colonne liquide. See also:Ces erreurs sont See also:petites et See also:assez régulières, et peuvent être corrigées dans certaines See also:limites. Une source beaucoup plus sérieuse d'See also:ennui, particulièrement à températures élevées, est l'élasticité imparfaite du verre, qui cause les changements plus ou moins irréguliers du See also:volume de l'ampoule. L'effet de ces derniers change sur les lectures du thermomètre est augmenté par la petite dimension de l'expansion du mercure, et pourrait être réduit en utilisant un liquide plus expansible. Il est plus probable, cependant, que le défaut soit remédié à par la construction des thermomètres du See also:quartz fondu, qui est le solide le plus parfaitement élastique jusqu'ici découvert. Pour le travail à de basses températures la See also:gamme d'un thermomètre de mercure est limitée par son geler-See also:point (39° C.). Ce sont les inconvénients sérieux assistant à l'utilisation du mercure, mais à d'autres égards elle possède tant d'avantages par rapport à l'See also:alcool ou autre substitue, qu'il plus que probablement continuera à être employé presque exclusivement dans des thermomètres de ce type pour le travail scientifique. Parmi son See also:chef des avantages peuvent être comptés son bouillir-point élevé (357° C.), et l'See also:absence de l'évaporation à partir du dessus du See also:fil, qui est si sérieux une source d'See also:erreur avec le thermomètre d'alcool. Avec le mercure l'évaporation est presque inappréciable au roo° C., et le bidon dans tous les See also:cas soit évité en exposant les parties supérieures du fil émergent à la température d'See also:air. Bien qu'un thermomètre évacué de mercure ne puisse pas être sans See also:risque utilisé aux températures au-dessus de 300° C., dû à la rupture vers le haut du fil du liquide dans la tige, il a été trouvé possible, en remplissant See also:partie supérieure de la tige de l'See also:azote ou de l'anhydride carbonique See also:sous la haute pression, développer la gamme à un See also:avantage plus important de 5ö° C. A pour le travail précis est le fait que le mercure ne mouille pas le verre, et évite toutes les erreurs possibles dues aux films adhérents du liquide sur les murs du See also:tube. Ceci facilite considérablement des observations, et les rend également possibles de calibrer le thermomètre après construction, qui ne peut pas faire d'une manière satisfaisante avec d'autres liquides. Le See also:processus de la construction et du See also:calibrage est encore facilité par le fait que le mercure ne dissout l'air jusqu'à aucun degré appréciable. En conséquence de la régularité de l'expansion du mercure aux températures d'ordinary, la See also:balance du thermomètre de mercure est See also:conforme très étroitement à celle du thermomètre de See also:gaz. Le liquide est très facilement obtenu à un niveau extrême de la pureté par See also:distillation, et n'a pratiquement aucune See also:action chimique sur le verre. À cet égard il est supérieur à l'alliage liquide du See also:potassium et du See also:sodium, qui a été utilisé dans des quelques thermomètres à hautes températures, mais qui réduit rapidement la See also:silice à températures élevées. La conductivité élevée et la See also:basse chaleur spécifique du mercure par rapport à la plupart des autres liquides tendent à rendre le thermomètre See also:rapide et sensible dans l'action. Son opacité facilite considérablement la See also:lecture précise, et même la petite dimension de son expansion a un See also:grand avantage de See also:compensation, parce que la correction pour l'tige-See also:exposition est proportionnellement réduite. See also:Cette correction, à la laquelle (même dans le cas du mercure) peut s'élever autant que le ô° C. chez Sö° C., est lointaine le plus incertain dans son application, et est l'objection la plus sérieuse à l'utilisation du thermomètre de liquide-dans-verre à températures élevées. 6. La construction de Construction.The du type le plus précis de thermomètre de mercure a subi quelques changements de détail ces dernières années. La gamme des See also:normes les plus précises est généralement limitée à l'See also:intervalle fondamental. La longueur d'un degré sur la tige peut être augmentée tant soit peu en agrandissant l'ampoule ou en diminuant l'alésage de la tige, mais on le trouve dans la See also:pratique qu'il n'y a aucun avantage en rendant la balance plus ouverts qu'un centimètre de degré C. dans des See also:instruments See also:standard, ou en augmentant le nombre de divisions au delà de See also:dix ou tout au plus vingt au degré. Agrandir l'ampoule rend l'See also:instrument See also:lent, et exagère les erreurs dues à l'élasticité imparfaite. Diminuer l'alésage du tube augmente les erreurs dues au See also:frottement capillaire. Le même un centimètre au degré est une balance inutilisable pour des thermomètres reçus un diplôme sans interruption de l'o° au too° C., dû à la longueur excessive de la tige. Afin de fixer si ouvert une balance, il est nécessaire de limiter la gamme à 35°, ou à la plupart des 50°. L'o° de See also:points fixes et l'I0o peuvent encore être maintenus, aux fins de l'essai et de la référence, par le See also:dispositif, généralement utilisé maintenant, de See also:souffler les ampoules ou les ampoules auxiliaires sur la tige, dont le volume est soigneusement ajusté pour correspondre au nombre de degrés qu'on le désire pour supprimer. Dans les meilleurs instruments pour le travail de la précision l'ampoule n'est pas soufflée sur le tube capillaire lui-même, mais est constituée d'un morceau séparé de tube fondu sur la tige. Il est possible de cette manière de fixer une plus grande uniformité de force et une régularité des dimensions. L'épaisseur du verre est généralement entre la moitié par millimètre et un millimètre. L'avantage dans le point de quickness gagné en faisant le mince de verre est davantage qu'équilibré par la fragilité et la responsabilité accrues à la déformation. La meilleure See also:forme d'ampoule est cylindrique, du même diamètre See also:externe que la tige. L'alésage de la tige devrait également être cylindrique, et non See also:ovale ou aplati, afin de diminuer des erreurs dues à la capillarité, et fixer la plus grande possible uniformité de la See also:section. Le verre devrait être clair, et non See also:soutenu avec l'See also:opale, toutes les deux pour admettre de la lecture du côté, et pour réduire au minimum le risque de recourbement ou de déformation. Dans les sortes plus communes de thermomètres, qui sont prévus pour des buts approximatifs et être indiqué sans application des corrections minutieuses, il n'est pas peu See also:commun de diviser le tube en divisions de volume égal par un calibrage préliminaire. Dans les instruments les plus précis il est préférable de diviser le tube en divisions de longueur égale, car ceci peut plus exactement être effectué. Les corrections à appliquer aux lectures, pour tenir See also:compte des inégalités de l'alésage peuvent être le plus d'une manière satisfaisante déterminées dans le cas des thermomètres de mercure en calibrant le tube après que l'instrument soit accompli (voir le CALIBRAGE). Cette correction est connue comme "correction de calibrage." Au See also:lieu séparément de l'détermination lui peut être inclus dans la correction de balance par comparaison avec un instrument standard, tel qu'un thermomètre de See also:platine-résistance. 7. Des corrections de Corrections.The à appliquer aux lectures d'un thermomètre de mercure, en plus de la correction de calibrage, peuvent être récapitulées sous les têtes suivantes: (i.), zéro. (ii.) Intervalle Fondamental. (iii.) pression See also:interne et externe. (iv.) Exposition De Tige. (v.) Correction de balance, y compris la correction de See also:Poggendorff. (i) Les changements de zéro sont de deux sortes. (a) Élévation séculaire de zéro dû au rétablissement See also:progressif des changements ou des contraintes acquis par l'ampoule pendant le processus de la fabrication. On peut être accéléré et les changements suivants pratiquement éliminer ce processus en recuisant l'ampoule après fabrication, et avant l'See also:ajustement final, à température élevée, de ce type du See also:soufre d'ébullition (environ 450° C.). Un thermomètre qui n'a pas été ainsi a traité peut montrer une élévation de s'élever nul à autant qu'20° ou 30° une fois exposé pendant un See also:certain See also: Le raisonnement de ce procédé est que la dépression est produite à température élevée beaucoup plus rapidement que le rétablissement suivant à la basse température. Le thermomètre est pris du See also:bain et See also:permis de se refroidir rapidement par exposition See also:libre à l'air. Dès qu'il atteindra le ô° ou le ö° C., il est plongé dans la See also:glace de See also:fonte, et le plus See also:bas point atteint est pris en tant que zéro provisoire. De See also:divers observateurs ont proposé les formules suivantes pour représenter la dépression de zéro pour différents genres de verre: Pernet, cristal français, dz=0.0040(t/See also:Ioo)2 See also:Guillaume, dur de Verre, otoo° C., dz=(88861+to•8412) 10-7 Bottcher, dur de Cristal, 0 -190° C., dz=(797ot+32912)10-1 (4) Iéna, 16, iii., dz=(7toot812) 0-7. Le dz de See also:symbole dans ces formules représente la dépression de zéro produit par une exposition à une température t. que la dépression est environ trois fois aussi grandes dans le cristal français qu'en verre See also:anglais de See also:silex, et change rudement comme place de 1. Le dur de Verre et Iéna, 16, iii., sont des variétés de verre dur choisies comme normes en France et en Allemagne respectivement, à cause de la dépression comparativement petite de zéro à laquelle ils sont exposés. À de basses températures, jusqu'au ö° C., la dépression est presque tout à fait proportionnelle à t, mais aux températures au-dessus du too° C. il est nécessaire d'adopter une autre See also:formule dans laquelle la See also:limite dépendant du T2 est plus importante. Ces formules sont utiles en tant que donner une idée de la See also:taille probable de la correction de toute façon, mais elles ne peuvent pas être utilisées dans la pratique excepté dans les cas les plus simples et à de basses températures. À cause de ces changements provisoires de zéro, un thermomètre de mercure destiné au travail le plus précis aux températures ordinaires (comme dans la See also:calorimetrie) devrait de préférence jamais ne certainement jamais être chauffé au-dessus de 40° ou de ö° C., et au-dessus du too° C. de C. Above de too° les changements de zéro devenu plus irrégulier et plus variable, selon le See also:taux de refroidissement et sur l'See also:ordre des observations précédentes, de sorte que même si la méthode d'observer le zéro après que chaque lecture soit adoptée, l'ordre de la précision possible diminue rapidement. (ii) Le thermomètre fondamental d'Interval.The à examiner est exposé à la vapeur condensant à la pression atmosphérique dans un See also:appareil qui s'appelle souvent un "hypsomètre," construit avec de doubles murs pour protéger le tube intérieur contenant le thermomètre contre se refroidir par See also:rayonnement. La pression atmosphérique standard à laquelle la température de la vapeur est par la définition égale au too° C. est équivalente à cela produite par une colonne de mercure 0° C. et 7õ aux millimètres de haut, la force de l'attraction universelle étant égale à celle au niveau de la See also:mer dans la See also:latitude 45°. La pression atmosphérique à l'See also:heure de l'observation est réduite à ces unités en appliquant les corrections habituelles pour la température et l'attraction universelle. Si la pression est 7õ proche millimètre, la température de la vapeur peut être déduite en supposant qu'elle augmente au taux d'I° C. 27,2 millimètres. de la pression. Si la pression n'est pas près de 7õ millimètre, l'application de la correction est moins sûre, mais est généralement prise des tables de See also:Regnault, à partir desquelles les données suivantes sont extraites. Des thermomètres ne peuvent pas être d'une manière satisfaisante examinés à une station élevée où la taille du baromètre H est moins de 700 millimètres, car le point de vapeur est trop incertain. Un type commode d'hypsomètre est montré dans fig. t. que la chaudière B est séparé de la vapeur-veste A entourant le thermomètre. Une See also:mesure See also: La température du Ti de vapeur devrait être exprimée en balance du thermomètre examiné, si la balance diffère sensiblement de See also:celle de Regnault. (iii) Les corrections de la pression Correction.The pour des See also:variations de pression interne et externe sur l'ampoule sont d'importance dans le thermometry précis, mais peuvent être appliquées avec la certitude considérable aux températures modérées. On assume que la correction pour la pression externe est proportionnelle au changement de la pression, et est indépendante de la température. Elle est généralement déterminée en enfermant le thermomètre à examiner dans un See also:navire de l'See also:eau, et en observant le changement de la lecture sur épuiser ou réadmettre l'air. La correction est généralement entre un et deux millièmes d'un degré par centimètre de changement de mercure de pression, mais doit être déterminée pour chaque thermomètre, car elle dépend de la nature du verre et de la forme et de l'épaisseur des murs de l'ampoule. Le coefficient de la correction pour la pression interne est plus grand que que pour la pression externe par la différence entre la compressibilité du mercure et celui du verre, et peut être calculé à partir de lui en assumant cette relation. Si b0, b1, sont les coefficients externes et internes, exprimés en degrés de la température par centimètre de mercure, nous avons la relation b1=See also:bo+o•000l5, degrés par centimètre de mercure. . (6) le coefficient de la pression interne peut également être déterminé en prenant des lectures en positions horizontales et verticales quand le thermomètre est à certaine température régulière de ce type de la glace ou de la vapeur. La lecture du thermomètre est généralement réduite à une pression externe de l'une atmosphère standard, et à une pression interne correspondant à la position horizontale. Il est également possible d'inclure la correction interne de pression dans la correction de balance, si le thermomètre est toujours indiqué dedans la position verticale. En plus des variations de la pression interne dues à la colonne du mercure dans la tige, il y a des variations dues à la capillarité. La pression interne est plus grande quand le mercure se lève que quand il See also:tombe, et la lecture est diminuée jusqu'à un degré selon la finesse de l'alésage et le thinness des murs de l'ampoule. La pression capillaire ne dépend pas seulement de l'alésage du tube, mais également apparemment jusqu'à un degré encore plus grand sur l'état des murs du tube. La moindre trace de la saleté sur le verre ou sur le mercure est capable de produire des pressions de capillaire beaucoup plus grandes que serait calculée à partir du diamètre du tube. Même dans les meilleurs thermomètres, quand il n'y a aucune inégalité de l'alésage suffisamment pour expliquer les variations observées, on le constate rarement que le mercure fonctionne également facilement dans toutes les parties de la tige. Ces variations de la pression capillaire sont quelque peu capricieuses, et fixent une limite à l'ordre de l'exactitude possible avec le thermomètre de mercure. Il s'avère que la différence de la lecture d'un bon thermomètre entre un ménisque de montée et en chute peut s'élever à cinq ou dix millièmes d'un degré. La différence peut être réduite par le tapement continu, mais elle est généralement la meilleure pour prendre des lectures toujours sur une colonne de montée, particulièrement comme variations de l'See also:angle du See also:contact, et donc dans la pression capillaire, semblent être beaucoup plus petite pour le ménisque de montée. Dans le travail See also:ordinaire la lecture nulle et la lecture de vapeur tous les deux généralement correspondraient à un ménisque en chute; l'ancien nécessairement, le dernier à cause du phénomène de la dépression provisoire de zéro, qui fait See also:lire le thermomètre plus haut pendant les premiers moments de son exposition à la vapeur qu'il quand l'expansion de l'ampoule a atteint sa limite. Il est facile de fixer un ménisque se See also:levant au point de vapeur en refroidissant momentanément le thermomètre. Au point nul le ménisque commence généralement à se lever mètre. Si le baromètre a une balance en See also:laiton correcte à 0° C., et H soit la lecture en millimètres, la correction pour la température est faite approximativement par o.00163 de soustraction H millimètre. Si L est la latitude et le M la taille de la station dans des mètres au-dessus du niveau de la mer, la correction pour l'attraction universelle est approximativement faite en soustrayant (o•o026 See also:cos 2L+o•0000002M) H millimètre. On observe le zéro du thermomètre juste après le theafter cinq ou dix minutes. La question, cependant, n'est pas de beaucoup d'importance, comme l'erreur, le cas échéant, est régulière, et la correction pour la capillarité est nécessairement incertaine. (iv) L'Tige-Exposition Correction.When l'ampoule d'un thermomètre de mercure est immergée dans un bain à une température t, et une partie de la colonne du mercure ayant une longueur des degrés de n est exposée à une plus basse température 12, la lecture du thermomètre sera inférieure par des degrés de X un n X (T2 de t) (presque) qu'il aurait été si la totalité du mercure et de la tige avait été à la température t. que le See also:facteur a dans cette expression est le coefficient de l'expansion apparent du mercure en verre, et change du 000150 à •000i65 pour différents genres de verre. Afin d'appliquer cette correction, elle est habituelle pour observer 12 à l'aide d'un "tige-thermomètre" See also:auxiliaire avec son ampoule placée près du See also:milieu des tige-thermomètres émergents de la colonne n. de temps en temps avec de longues ampoules minces sont utilisées plus presque pour donner la température See also:moyenne de la colonne émergente de totalité. En See also:raison de la See also:conduction le See also:long de la tige du thermomètre, et aux vapeurs de See also:chauffage près du bain, la température moyenne déterminée de cette manière est généralement trop basse. Pour tenir compte de ceci empiriquement, une réduction arbitraire est souvent faite en valeur prise pour n ou a, mais ceci ne peut pas être considéré comme satisfaisant pour le travail de la précision. La seule méthode pratique de réduire la correction est de limiter le nombre de degrés n exposé, ou, en d'autres termes, au travail avec des thermomètres "de gamme limitée." Chacun de ces thermomètres doit alors être corrigé par comparaison avec un thermomètre standard librement de la correction d'tige-exposition, telle qu'un thermomètre de platine-résistance. Pour fixer des résultats de n'importe quelle valeur la correction doit être déterminée à chaque point dans les conditions réelles de l'observation dans lesquelles le thermomètre doit être employé. Dans le travail de la précision il est nécessaire d'utiliser dix ou vingt thermomètres pour couvrir une gamme de 300°, comme c'est la seule méthode de fixer une balance ouverte et une exactitude raisonnable en ce qui concerne l'tige-exposition. Pour citer l'See also:opinion de C. E. Guillaume, un des See also:principales autorités sur le thermometry mercurial: "quand cette correction est grande, il ne peut pas généralement déterminer avec l'approximation suffisante pour des See also:mesures de précision. Le thermomètre de mercure devrait alors être remplacé par d'autres instruments, parmi lesquels ceux basés sur la variation de la résistance électrique des métaux tiennent le See also:premier See also:rang." (v) La correction de la balance Correction.The exigée pour ramener les lectures d'un thermomètre mercurial à la balance normale peut convenablement s'appeler la "correction de balance." Un des avantages en chef du thermomètre mercurial pour des buts scientifiques est que sa balance est conforme très étroitement à la balance thermodynamical entre l'o° et des corrections de balance de 20o° C. The des thermomètres français standard du dur de verre ont été très soigneusement déterminés au-dessus de l'o° de gamme à 8o° C. par P. Chappuis à l'aide d'un thermomètre de gaz de constant-volume contenant l'hydrogène (à une première pression d'un mètre de mercure à 0° C.) comme représentant de la balance normale. Ses observations entre l'o° et le 8o° C. sont représentées par l'équation quartic th1,, =l(tI00) (61,859+0,47351 to•oot1579 12) X10', (7) dans lequel dedans et t,° représentez la température sur les échelles des thermomètres d'hydrogène et de mercure respectivement. Le thermomètre de mercure de dur de verre indique x•112° C. au-dessus du thermomètre d'hydrogène au ô° C. où la différence des balances est un maximum. Les corrections de balance des thermomètres d'Iéna-verre, déduites par comparaison avec le dur français de verre, semblent être pratiquement de la même grandeur, mais montrent des différences de autant que 0.010° C. de chaque côté du See also:moyen. Il peut être douté qu'il est possible de construire des thermomètres de mercure avec des balances convenant plus étroitement que ceci, dû aux variations inévitables de la qualité et du traitement du verre. Selon Guillaume, la balance d'un thermomètre cristal français 4 diffère de celle du tm standard de dur de verre entre l'o° et le ö° C., selon la formule cubique '1,1,,=1(I001)(14•I260.03111)XIo. . (8) selon quelques observations non publiées faites par l'auteur en 1893-1894, la balance d'un thermomètre anglais de verre de plomb, examinée par comparaison avec un thermomètre de platine, ne diffère pas de celle du thermomètre d'air de constant-pression par plus d'un ou deux centièmex d'un degré entre l'o° et le too° C. See also:But pour la comparaison des balances à être de n'importe quelle valeur, il seraient nécessaires pour étudier un grand nombre de tels thermomètres. Il est possible d'obtenir des résultats beaucoup plus conformés si les thermomètres ne sont pas chauffés au-dessus du ö° C. Les comparaisons des thermomètres de dur de verre avec la balance normale au See also: Entre l'o° et le 1ö° C. il s'avérerait que le coefficient de l'expansion du verre augmente plus rapidement que See also:cela du mercure. On devrait observer le Correction.It de Poggendorff que, puisque dans la construction d'un thermomètre de mercure le tube est divisé ou calibré afin d'indiquer dedans des divisions de volume égal quand la totalité du tube est à l'une température, les degrés en fait ne correspondent pas aux incréments égaux de l'expansion apparente du mercure. La balance n'est pas conforme donc l'inpractice à la formule théorique (t) pour la balance de l'expansion du mercure, puisque l'expansion est mesurée dans un tube que lui-même augmente. Un See also:argument semblable s'applique à la méthode de thermomètre de See also:poids, en lequel le débordement est mesuré en poids. Même si l'expansion du mercure et le verre étaient deux See also:uniforme, comme mesuré sur l'échelle thermodynamical, la balance du thermomètre de mercure, en tant que d'See also:habitude calibré ne serait pas conforme à la balance thermodynamical. La différence peut être facilement calculée si l'expansion réelle du mercure et du verre est connue. La correction est connue comme Poggendorff, mais est généralement incluse dans la correction de balance, et n'est pas appliquée séparément. Elle a l'effet de faire le thermomètre a lu plus haut aux températures entre 0° et too° qu'elle si les divisions de la tige n'augmentaient pas pendant que la température s'élevait. La quantité de la correction pour le dur de verre est indiquée par Guillaume comme P.C.=t(IOOt)(23.920+0.02401)XIO-6. L'information et commentaires additionnelsIl n'y a aucun commentaire pourtant pour cet article.
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