По какой причине термопара может использоваться для измерения более высоких температур, в отличие от жидкостного

Содержание: Использование термопары для измерения более высоких температур

Описание:
Термопара использоваться для измерения более высоких температур, по сравнению с жидкостным термометром, возможно по нескольким причинам.

Во-первых, термопара состоит из двух различных проводников, объединенных в точке, называемой сварным суставом или контактом. Когда разность температур присутствует на этой точке, возникает эффект термоэлектрического электрического напряжения. Таким образом, термопара преобразует разность температур в измеряемое электрическое напряжение, которое может быть измерено с помощью амперметра или вольтметра. Больший диапазон температур может быть измерен с использованием термопары, поскольку не требуется вещество для измерения температуры.

Во-вторых, многие материалы, используемые в термопарах, обладают высокими температурными стойкостями, что позволяет измерять значительно более высокие температуры, чем те, которые может измерить жидкостный термометр. Например, ряд термопар, используемых в промышленности, способны измерять температуры до 2300 °C.

Пример:
Ученик спрашивает: "По какой причине термопара может использоваться для измерения более высоких температур, в отличие от жидкостного термометра?"

Учитель отвечает: "Термопара может использоваться для измерения более высоких температур, чем жидкостной термометр, поскольку она преобразует разность температур в измеряемое электрическое напряжение. Благодаря этому, термопара не требует вещества для измерения температуры и способна измерять более широкий диапазон температур, исходя из физических свойств материалов, используемых в термопаре. Например, некоторые термопары могут измерять температуры до 2300 °C."

Совет:
Для лучшего понимания работы термопары и связанных с ней концепций, рекомендуется ознакомиться с принципом работы термоэлектрического эффекта и физическими свойствами материалов, из которых состоит термопара.

Практика:
Почему термопара более подходит для измерения высоких температур, чем жидкостной термометр?

Тема урока: Измерение высоких температур с помощью термопары

Разъяснение:
Термопара - это устройство, используемое для измерения температуры. Она состоит из двух разнородных проводников, соединенных между собой в точке измерения. Когда на термопару действует температура, между точкой измерения и концами проводников возникает разность термоэлектродвижущей силы (элементарного эффекта, отвечающего за возникновение тока в паре двух разнородных проводников при наличии разности температур). Эта разность термоэлектродвижущей силы зависит от разности температур на точке измерения и на концах проводников. Подключив термопару к милливольтметру, можно измерить эту разность термоэлектродвижущей силы и, таким образом, определить температуру.

Одной из основных причин того, почему термопара может использоваться для измерения более высоких температур по сравнению с жидкостным термометром, является то, что термопара не имеет жидкой среды, которая могла бы испаряться или при нагревании испытывать изменения объема. Жидкостные термометры, например, со сдвигом металлического пружинного термометра или стеклянного термометра, могут иметь ограничения в измерении высоких температур из-за ограничений и свойств самой жидкости. Термопары обычно используются для измерения очень высоких температур, таких как в промышленности или в научных лабораториях, где жидкостные термометры могут оказаться неэффективными или непригодными.

Пример:
Школьник Яна хочет измерить высокую температуру в печи. Она решает использовать термопару, потому что она знает, что термопары могут быть использованы для измерения более высоких температур, не ограничиваясь свойствами жидкости как в жидкостном термометре. Яна подключает термопару к милливольтметру и может измерить разность термоэлектродвижущей силы, чтобы получить точное значение температуры в печи.

Совет:
Для лучшего понимания темы, рекомендуется изучить основы электричества и термоэлектрических явлений. Важно также понять принцип работы термопары и то, как разность термоэлектродвижущей силы связана с разностью температур. В процессе изучения материала рекомендуется обратить внимание на типы проводников, используемые в термопарах, и их характеристики при высоких температурах.

Проверочное упражнение:
Почему термопара более предпочтительна для измерения очень высоких температур, чем резистивный термометр?