180 likes | 459 Views
Meranie nízkych teplôt. VÝZNAMNÉ TEPLOTY. Trojný bod Bod varu 4 He XXX 4,215 K H 2 13,81 K 20,28 K Ne 24,556 K 27,102 K N 2 63,148 K 77,348 K O 2 54,361 K 90,188 K H 2 O 273,15 K 373,16 K Sublimácia CO 2 : 194,674 K. Supratekutosť H e : 2,172 K
E N D
VÝZNAMNÉ TEPLOTY Trojný bod Bod varu 4He XXX 4,215 K H2 13,81 K 20,28 K Ne 24,556 K 27,102 K N2 63,148 K 77,348 K O2 54,361 K 90,188 K H2O 273,15 K 373,16 K Sublimácia CO2: 194,674 K
Supratekutosť He: 2,172 K Supravodivosť: Sn 3,72 K Hg 4,15 K Pb 7,196 K AuBa2Ca2Cu3O930 K Tl2Ba2CuO6 95 K Sn3Ba4Ca2Cu7Oy160 K (Sn5In)Ba4Ca2Cu10Oy212 K
KVAPALINOVÝ TEPLOMER Založené na teplotnej objemovej rozťažnosti kvapalín Obmedzené teplotou tuhnutia Ortuť: -37°C (238 K) Ortuť + tálium : -61°C Etanol: -114°C (159 K)
PARNÝ TAPLOMER Závislosť tlaku nasýtených pár od teloty Odoberá veľa tepla zo vzorky Pomalá odozva Úzky rozsah
Doporučený rozsah teplôt 3He 1,5 – 3,3 K 4He 2,3 – 4,5 K H2 13,8 – 21,2 K Ne 24,5 – 28,1 K N2 63 – 80 K O2 70 – 93 K CH4 86 – 116 K CF4 90 – 150K
PLYNOVÝ TEPLOMER Využíva teplotnú rozťažnosť plynu Héliom plnený teplomer dokáže merať teploty v rozsahu 1 – 300 K Patrí medzi základné presné teplotné štandardy Kalibrácia
Teplomer s konštantným objemom Teplomer s konštantným tlakom
Rovnice pre konštantný objem Pre ideálny plyn: Korekcia pre parazitný objem kapilár:
Výhody: Vysoká presnosť (±0.005) Veľký rozsah Nevýhody: Veľké rozmery Pomalá odozva (minúty) Veľká tepelná kapacita
ODPOROVÝ TEPLOMER Využíva tepelnú závislosť odporu látok Malé rozmery Rýchla odozva Malá tepelná kapacita
Kov Pri izbových teplotách lineárna závislosť Pri nízkych teplotách prechádzajú do konštantnej závislosti (príp. supravodivosti) a nedajú sa použiť Pt do 10K citlivá na mechanické napätie Cu do 20K citlivá na magnetické pole Pb do 9K ľachké mechanické poškodenie
Polovodič Negatívny teplotný koeficient (NTC) Používa sa Ge s prímesami (As, Ga, Sb, Bi) Si je nestabilný R T
Uhlíkové odpory NTC Nízka cena Slabá závislosť na magnetickom poli Pomerne dobrá presnosť 0,3 – 20 K:
Termistor Súčiastka s veľkou závislosťou odporu od teploty Na meranie teploty sa používajú NTC termistory
Kombinovaný odpor Paralelné zapojenie dvoch súčiastok Zvyčajne uhlíkový rezistor pre nízke teploty a termistor pre vyžšie R T
DIÓDA Teplotná závislosť napäťového spádu na PN prechode Mechanická odolnosť Najvyžšia citlivosť pri nízkych teplotách Tranzistory U T
Akustický teplomer Závislosť rýchlosti zvuku od teploty 2 – 20 K • Šumový teplomer Johnsov šum na odpore Supravodivé detektory mag. toku – 10-15 V • Teplomer s pevným 3He Závislosť tlaku topenia od teploty Pod 319 mK ±1 μK