температура твёрдого тела

Ответ от Olga Ismailova[гуру]
при измерении температуры твердых тел возможны заметные погрешности, особенно в тех случаях, когда тело обладает незначительным коэффициентом теплопроводности. Если объем измеряемого тела большой, то достаточная глубина погружения термо приемника (термопары, термометра сопротивления и т. д.) вполне обеспечивает равенство температур измеряемого тела и теплочувствительной части термоприемника. Значительные затруднения могут возникнуть при измерении температур в телах с небольшим объемом, особенно при больших температурных перепадах, когда температура в отдельных их точках заметно изменяется. Применяемые для этой цели термоприемники должны иметь малые размеры. Для того, чтобы термоприемники могли измерять действительную температуру в определенном месте тела, они не должны нарушать температурного поля вследствие утечки тепла по термоприемнику. Между термо прием ником и твердым телом должен быть обеспечен хороший тепловой контакт. Наиболее пригодным для таких измерений является только термопара, теплочувствительная часть которой может быть сделана очень маленькой, чтобы обеспечить измерение температуры в данном месте. Если же требуется измерить среднюю температуру тела, то с успехом может быть также применен термометр сопротивления. Для уменьшения отвода тепла по электродам термопары от места измерения следует электроды вблизи горячего спая располагать так, чтобы часть их находилась в области с постоянной температурой. При измерении температуры поверхности твердого тела, омываемого жидкостью или газом, необходимо считаться с тем, что температура ее резко отличается от температуры окружающей среды даже на незначительном расстоянии от поверхности вследствие конвективного теплообмена между твердым телом и средой. Это обстоятельство предъявляет ряд специфических требований к термоприемникам. Термоприемник должен иметь хороший контакт с измеряемой поверхностью, он не должен подвергаться воздействию температуры окружающей среды и не должен вызывать в местах измерения изменений температуры вследствие подвода к нему или отвода от него тепла. Этим требованиям совершенно не удовлетворяют все типы жидкостных термометров, так как чрезвычайно трудно придать их теплочувствительной части форму, которая бы обеспечивала ему хорошее соприкосновение с поверхностью и в то же время не подвергалась воздействию окружающей среды. Кроме того, в жидкостных термометрах рабочее вещество обычно отделено от исследуемой поверхности стеклом, являющимся, как известно, плохим проводником тепла. Наиболее неблагоприятный вариант установки термоэлемента показан на рис. 2.42-а В этом случае термоэлектроды термопары отводят много тепла как от горячего спая, так и от той части поверхности, температура которой должна быть измерена. Иногда в целях уменьшения влияния утечки тепла увеличивают поверхность соприкосновения горячего спая, припаивая к нему тонкую металлическую (обычно медную) пластинку. Если в этом случае термопара будет установлена перпендикулярно к поверхности (рис. 2.42-6), то утечка тепла будет такой же, как и в первом случае. Однако количество тепла, отдаваемое каждой отдельной точкой поверхности соприкосновения, уменьшится вследствие наличия медной пластинки, увеличивающей плошадь соприкосновения. Благодаря этому и охлаждение в месте соприкосновения горячего спая с поверхностью значительно уменьшится по сравнению с первым случаем, но все же точность измерения будет недостаточной. Приемлемый способ установки термоэлемента, совершенно устраняющий утечку тепла от места измерения, показан на рис. 2.42-в. Здесь термоэлектроды термопары лежат на некотором протяжении на измеряемой поверхности. В этом случае также имеет месточастичная утечка тепла по термоэлектродам термопары. Но здесь тепло поступает в них по всей длине соприкосновения проволок с поверхностью,