Termometro a gas
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Il termometro a gas sfrutta la pressione prodotta da un gas quando la sostanza da misurare è ad una certa temperatura. Il termometro è mostrato in fugura. Esso è composto da un contenitore nel quale vi è la sostanza di cui si vuole misurare la temperatura T, nel quale è immerso il bulbo che contiene il gas. Tramite un tubo ad U (adiabatico) il liquido termometrico, che spesso è il Mercurio, è connesso ad un serbatoio e possiede una scala graduata.
Il suo funzionamento è immediato: la sostanza è a temperatura T, quindi il bulbo a gas si porta alla stessa temperatura e subisce una variazione di pressione. Il serbatoio funziona da riferimento con la pressione atmosferica. La differenza dell'altezza del tubo a U fornisce la misura della pressione p, in base alla legge di Stevino:
dove ρ è la densità del liquido termometrico, g è l'accelerazione di gravità. Sappiamo esistere una relazione tra pressione e temperatura in base alla seconda legge di Gay-Lussac, che indichiamo generalmente come:
dove C è una costante di proporzionalità. Per ricavare C dobbiamo calibrare il termometro. Questo si può fare utilizzando la temperatura di ebollizione e di solidificazione dell'acqua, oppure il punto triplo dell'acqua per esempio. Sappiamo che nel punto triplo l'acqua ha una pressione di 
alla temperatura del punto triplo di Tt = 273.16K. Utilizziamo questi valori di riferimento insieme alla relazione tra temperatura e pressione e ricaviamo la costante C:
da cui:
quindi
.
Purtroppo la temperatura misurata non è la stessa per ogni gas usato, perchè i gas hanno densità diverse e quindi pressioni diverse e punti tripli diverse. Solo qualora diminuiamo la pressione o in alternativa rarefacendo il gas vediamo che i valori della temperatura si avvicinano l'uno con l'altro: i gas così rarefatti sono per l'appunto i gas ideali.
[modifica] Voci correlate
- Termometro
- Termometro a liquido
- Termometro a solido
- Gas ideale
