Метод измерения высоких температур. Лыгденов Б.Д - 3 стр.

UptoLike

Лабораторная работа
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР
Многие сплавы, применяемые в художественной
обработке, имеют температуру плавления более 1500
0
С. Для
измерения высоких температур используют специальные
приборы - оптические пирометры. В основе работы этих
приборов лежит регистрация теплового излучения,
испускаемого нагретыми телами. Согласно закону Стефана-
Больцмана энергетическая светимость (энергия, излучаемая
единицей поверхности нагретого тела в единицу времени)
зависит от абсолютной температуры в четвертой степени:
R =
4
T
σ
,
где σ - константа СтефанаБольцмана, равная 5,67 • 10
-8
Вт/м
2
К
-4
.
Таким образом, измеряя светимость нагретого тела,
можно определить его температуру. Закон Стефана
Больцмана справедлив только для абсолютно черных тел.
Для других тел приходится вводить некоторые поправочные
коэффициенты, которые учитывают несовпадение
термодинамической температуры нагретого тела с его
яркостной. При этом всегда термодинамическая
температура несколько выше яркостной, определенной по
закону СтефанаБольцмана. Эта разница при температурах
выше 1000 °С может достигать 50 и более градусов. В
общем случае поправка к показаниям пирометра
T
дается
эмпирическим соотношением
,
2
hc
kTa
T
λ
=
где
а величина, зависящая от длины волны λ,
температуры T и природы нагретого тела; k - постоянная
Больцмана; h
постоянная Планка; сскорость света. На
практике проводят не абсолютное измерение светимости
нагретого тела, а сравнение его светимости со светимостью
некоторого эталонного нагретого тела. В качестве такого
эталонного нагретого тела используют спирали
специальных электрических (пирометрических) ламп. Если
на фоне нагретого до некоторой температуры тела
расположить нить такой электролампы, то, регулируя ток,
проходящий через лампу, можно добиться того, что нить не
будет видна на фоне нагретого тела, т.е. светимости
нагретого тела и нити лампы сравняются. При этом шкала
миллиамперметра, измеряющего ток, проходящий через
лампу, калибруется в шкале температур яркости нити
лампы. Тем самым прибор дает непосредственное значение
яркостной температуры нагретого тела. С учетом поправки
Л Г термодинамическая температура может быть
определена по формуле
Т
терм
=Т
ярк
+
T
3 4