Лабораторная работа № 1 определение физических свойств воздуха

Для оценки физических свойств воздуха определяются следующие показатели: температура, влажность, скорость движения воздуха и атмосферное давление.

Цель работы. Освоить физические методы определения свойств воздуха.

1. Определение температуры воздуха

Для измерения температуры воздуха служат термометры.

Термометр – это прибор для измерения температуры в различных средах. Термометры различаются способом измерения температуры и принципом действия.

Для измерения температуры в промышленных средах существуют следующие типы термометров:

Термометры технические ртутные предназначены для местного контроля температуры в трубопроводах, сосудах и других промышленных установках. Они представляют собой тонкую, запаянную с обеих сторон капиллярную трубку, из которой выкачан воздух. На нижнем конце этой трубки находится резервуар, заполненный ртутью. К трубке прикрепляется планочка, на которую нанесена шкала с делениями. Ртутный термометр является очень точным прибором, но содержит в себе опасную для здоровья ртуть, что является его основным недостатком.

Термометры технические спиртовые относятся к термометрам расширения. Принцип действия такого термометра основан на изменении объема жидкостей и твердых тел при измерении температуры. При изменении температуры заполняющая термометр жидкость расширяется и поднимается вверх по капилляру. Шкала нанесена прямо на капилляр, или прикрепляется к нему снаружи. Достоинствами являются высокая точность, простота и дешевизна, недостатками – хрупкость, отсутствие возможности ремонта.

Биметаллические термометры. Принцип работы биметаллического термометра состоит в том, что различные металлы при нагревании разные коэффициенты температурного расширения. Они используются для измерения более широкого диапазона температур. Чувствительный элемент представляет плоскую или спиральную пружину, спаянную из двух разнородных пластин, при нагревании обе пластины удлиняются и пружина изгибается в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом, происходит соприкосновение с контактами и по пластине начинает двигаться ток. Биметаллические термометры необходимы в том случае, когда нужно управлять чем-то в зависимости от температуры.

Термоманометры – приборы для одновременного измерения давления и температуры.

Для измерения температуры воздуха в различных условиях применяются термометры, которые условно подразделяются на фиксирующие (максимальные и минимальные) и измеряющие (в момент наблюдения).

Максимальные термометры обычно ртутные, они более точные, предел измерения от –35 до +357 С. Минимальные – спиртовые, ими удобно измерять низкие температуры воздуха (до –130 С, точка кипения спирта +78,3 С, ртуть замерзает при –39,4 С). Измеряющие термометры могут быть жидкостными (спиртовые, ртутные), так и электрическими.

Ртутные термометры состоят из резервуара, в который впаян стеклянный стержень, входящий в капиллярную трубку, сужая ее просвет. При повышении температуры воздуха ртуть проходит между стержнем и стенками трубки, фиксируя температуру окружающей среды. После замера температуры термометр необходимо привести в рабочее состояние, так как при снижении температуры столбик ртути не в состоянии сразу преодолеть сопротивление и войти обратно в резервуар и показывает бывший максимум температуры. Поэтому следует вогнать обратно ртуть в резервуар, для чего термометр следует встряхнуть. Во время измерения температуры термометр устанавливают горизонтально, при снятии показаний приподнимают верхний конец.

Минимальный термометр имеет шрифт (стеклянную иглу-указатель), который погружен в спирт. Перед измерением необходимо поднять нижний конец термометра и шрифт касается поверхности спирта, затем термометр устанавливается горизонтально. При повышении температуры воздуха спирт проходит мимо шрифта, при понижении – столбик спирта укорачивается и поверхностная пленка увлекает за собой шрифт вниз и устанавливает его в положении, соответствующем минимальному наблюдающейся температуры воздуха. Отсчет производят по наиболее отдаленному концу шрифта.