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怎樣校正水銀溫度計
閱讀：2109 發(fā)布時間：2014-7-18
水銀溫度計是實驗室中zui常用的液體溫度計，水銀具有熱導(dǎo)率大，比熱容小，膨脹系數(shù)均勻，在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi)，體積隨著溫度的變化呈直線關(guān)系，同時不潤濕玻璃、不透明而便于讀數(shù)等優(yōu)點，因而水銀溫度計是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量較準確并且測量范圍大的溫度計。
然而，當(dāng)溫度計受熱后，水銀球體積會有暫時的改變而需要較長時間才能恢復(fù)原來體積。由于玻璃毛細管很細，因而水銀球體積的微小改變都會引起讀數(shù)的較大誤差。對于長期使用的溫度計，玻璃毛細管也會發(fā)生變形而導(dǎo)致刻度不準。另外溫度計有全浸式和半浸式兩種，全浸式溫度計的刻度是在溫度計的水銀柱全部均勻受熱的情況下刻出來的，但在測量時，往往是僅有部分水銀柱受熱，因而露出的水銀柱溫度就較全部受熱時低。這些在準確測量中都應(yīng)予以校正。
（1）溫度計讀數(shù)的校正
將一支輔助溫度計靠在測量溫度計的露出部分，其水銀球位于露出水銀柱的中間，測量露出部分的平均溫度，校正值δT按式下式計算，即：
δT = 0.00016 H (T體 - T環(huán))
式中：0.00016一水銀對玻璃的相對膨脹系數(shù)；
H—露出水銀柱的高度(以溫度差值表示)；
T體一體系的溫度(由測量溫度計測出)；
T環(huán)一環(huán)境溫度，即水銀柱露出部分的平均溫度(由輔助溫度計測出)。
校正后的真實溫度為：T真 = T體 + δT
例如測得某液體的T體=183℃，其液面在溫度計的29℃上，則H = 183 -29 =154，
而T環(huán)= 64℃，則
δT =0.00016×154×(183℃-64℃)=2.9℃
故該液體的真實溫度為：T(真) = 183℃ + 2.9℃ = 185.9℃
由此可見，體系的溫度越高，校正值越大。在300℃時，其校正值可達10℃左右。
半浸式溫度計，在水銀球上端不遠處有一標(biāo)志線，測量時只要將線下部分放入待測體系中，便無需進行露出部分的校正。
（2）溫度計刻度的校正
溫度計刻度的校正通常用兩種方法：
A．以純的有機化合物的熔點為標(biāo)準來校正。其步驟為：選用數(shù)種已知熔點的純有機物，用該溫度計測定它們的熔點，以實測熔點溫度作縱坐標(biāo)，實測熔點與已知熔點的差值為橫坐標(biāo)，畫出校正曲線，這樣凡是用這只溫度計測得的溫度均可在曲線找到校正數(shù)值。
B．與標(biāo)準溫度比較來校正。其步驟為：將標(biāo)準溫度計與待校正的溫度計平行放在熱溶液中，緩慢均勻加熱，每隔5℃分別記錄兩只溫度計讀數(shù)，求出偏差值δT。
δT = 待校正的溫度計的溫度 - 標(biāo)準溫度計的溫度
以待校正的溫度計的溫度作縱坐標(biāo)，δT為橫坐標(biāo)，畫出校正曲線，這樣凡是用這只溫度計測得的溫度均可由曲線找到校正數(shù)值。
然而，當(dāng)溫度計受熱后，水銀球體積會有暫時的改變而需要較長時間才能恢復(fù)原來體積。由于玻璃毛細管很細，因而水銀球體積的微小改變都會引起讀數(shù)的較大誤差。對于長期使用的溫度計，玻璃毛細管也會發(fā)生變形而導(dǎo)致刻度不準。另外溫度計有全浸式和半浸式兩種，全浸式溫度計的刻度是在溫度計的水銀柱全部均勻受熱的情況下刻出來的，但在測量時，往往是僅有部分水銀柱受熱，因而露出的水銀柱溫度就較全部受熱時低。這些在準確測量中都應(yīng)予以校正。
（1）溫度計讀數(shù)的校正
將一支輔助溫度計靠在測量溫度計的露出部分，其水銀球位于露出水銀柱的中間，測量露出部分的平均溫度，校正值δT按式下式計算，即：
δT = 0.00016 H (T體 - T環(huán))
式中：0.00016一水銀對玻璃的相對膨脹系數(shù)；
H—露出水銀柱的高度(以溫度差值表示)；
T體一體系的溫度(由測量溫度計測出)；
T環(huán)一環(huán)境溫度，即水銀柱露出部分的平均溫度(由輔助溫度計測出)。
校正后的真實溫度為：T真 = T體 + δT
例如測得某液體的T體=183℃，其液面在溫度計的29℃上，則H = 183 -29 =154，
而T環(huán)= 64℃，則
δT =0.00016×154×(183℃-64℃)=2.9℃
故該液體的真實溫度為：T(真) = 183℃ + 2.9℃ = 185.9℃
由此可見，體系的溫度越高，校正值越大。在300℃時，其校正值可達10℃左右。
半浸式溫度計，在水銀球上端不遠處有一標(biāo)志線，測量時只要將線下部分放入待測體系中，便無需進行露出部分的校正。
（2）溫度計刻度的校正
溫度計刻度的校正通常用兩種方法：
A．以純的有機化合物的熔點為標(biāo)準來校正。其步驟為：選用數(shù)種已知熔點的純有機物，用該溫度計測定它們的熔點，以實測熔點溫度作縱坐標(biāo)，實測熔點與已知熔點的差值為橫坐標(biāo)，畫出校正曲線，這樣凡是用這只溫度計測得的溫度均可在曲線找到校正數(shù)值。
B．與標(biāo)準溫度比較來校正。其步驟為：將標(biāo)準溫度計與待校正的溫度計平行放在熱溶液中，緩慢均勻加熱，每隔5℃分別記錄兩只溫度計讀數(shù)，求出偏差值δT。
δT = 待校正的溫度計的溫度 - 標(biāo)準溫度計的溫度
以待校正的溫度計的溫度作縱坐標(biāo)，δT為橫坐標(biāo)，畫出校正曲線，這樣凡是用這只溫度計測得的溫度均可由曲線找到校正數(shù)值。