Дифференциальный манометр.

Описанный газовый термометр легко приспособить к измерениям малых разностей температур, необходимым в исследованиях термоэлектродвижущей силы или теплопроводности (рис.19.4). Отличие дифференциального манометра от обычного заключается в дополнительном правом колене, которое присоединяется ко второму термометрическому резервуару В и позволяет отсчитывать малые разности давлений в двух резервуарах . Абсолютные температуры и двух термометрических резервуаров A и В определяются, как и раньше, измерением высоты столба масла в см по отношению к начальной отметке шкалы „0“. В этом случае

. (19.6)

Рис. 19.4. Дифференциальный манометр.

Легко показать, что если площадь поперечного сечения канала капиллярной трубки манометра равна см², то для малой разности температур

, (19.7)

где

.

Откуда

. (19.8)

Чтобы быстро найти значение , с помощью которого осуществляется пересчет в , следует протабулировать значения отношений и как функций для нескольких обычно применяемых значений и пользоваться этими таблицами. Малые разности давлений обычно отсчитываются с помощью катетометра. Однако считается более удобным пользоваться геодезическим нивелиром, который позволяет с меньшей затратой времени и с меньшими трудностями измерять с точностью до ± 0,01 мм, когда =12 мм.

Отметим следующие меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при пользовании описанным методом практической газовой термометрии.

а) Следует внести поправку на объем мертвого пространства (см. вышеприведенные формулы).

б) Необходимо, чтобы температура манометра (обычно комнатная температура) поддерживалась достаточно постоянной, особенно когда по величине сравнимо с . При очень низкой температуре , и это требование не существенно.

в) Необходимо, чтобы диаметр канала манометрических трубок оставался постоянным вдоль трубок с достаточной точностью. Выполнение этого требования позволяет избежать ошибок, связанных с влиянием поверхностного натяжения.

г) Следует учитывать термическое изменение объема резервуара термометра, которое становится существенным выше температуры жидкого азота.

д) Следует внести поправку на объем газа в соединительном капилляре, который может находиться в условиях неоднородной температуры. Точный учет этой поправки представляет большие трудности, и ее лучше избегать, делая объем резервуара очень большим по сравнению с объемом капилляра. В случае, когда часть капилляра имеет температуру 4,2 К, а резервуар термометра находится при более высокой температуре, могут возникнуть существенные ошибки измерения.

При соблюдении отмеченных предосторожностей и учете поправок, что не представляет особой трудности, описанный метод дает возможность измерять температуру с точностью порядка 0,1% в достаточно широкой области температуры. При этом шкала термометра фиксируется на двух или трех легко доступных реперных точках.