Gastermometerns kalibrering

Mackabi skrev:

Så här står det i en fysikbok, hur man kalibrera en tryck gastermoter C

Man utgår ifrån T =  CP

Man mäter vattnets P3 dvs vid trippelpunkter och då kan man räkna ut C enligt
273 = C P3.  där de helt sonika sätter T3 = 273
 Men hur vet de att T = CP ? det här ser ut som ett cirkelresonemang

Kan du lägga in en bild från boken? Jag förstår inte din beskrivning.

Hawkes - Physics:
If the gas in the bulb is behaving as an ideal gas, then the temperature of the liquid will be proportional to the pressure because we are keeping the volume and quantity of the gas constant:

T =CP where C is a constant that must be determined.

Frågan är hur de vet att T = CP när man inte ens har en termometer. Det är ju den de vill bygga.

Idealgaslagen PV = nRT => T = P(V/nR), och så kallar man V/nR för C.

Det innebär att idealgaslagen är en definition, eftersom man har kalibrerat termometern så den passar just idealgasen. Man biter sig själv i svansen

Mackabi skrev:

Men hur vet de att T = CP ? det här ser ut som ett cirkelresonemang

Experimentellt såg man att gasernas volym varierar linjärt med vad t ex kvicksilvertermometer visar.

För många gaser.

Där de räta linjer extrapolerade till en gemensam temperatur för noll tryck.

Det ledde till gastemperatur som koncept.

Och sedan till termodynamisk temperatur via resonemangen av Sadi Carnot och Lord Kelvin.

Men kvicksilver termometern är också kalibrerad på samma sätt dvs man gissar vad som är en grad. Så man konstruerar ett samband som är lineär per definition.

Nej, svaret måste bli att det verifieras I EFTERHAND via en teori som använder Carnot Cykeln

Mackabi skrev:

Men kvicksilver termometern är också kalibrerad på samma sätt dvs man gissar vad som är en grad.

Det spelar ingen roll. Man kan välja celsius eller fahrenheit eller bara millimeter. Efter en del arbete (det tog typ 100 år) kommer man ändå fram till att det finns en allmän gaslag och till koncept som gastemperatur.

Det hade kanske varit lite bättre om man hade hamnat på kylighet ($T^{-1}$), men det leder till samma fysik.

Läser i en bok Physics, Resnick-
Det är vad jag sa T = Cp vid konstant volym är definition. Ej naturlag alltså. Jag skulle säga den är en hypotes.

Men sedan kommer ett bevis med Carnot Cykel (sophisticated), varför detta är teoretiskt korrekt.

Mackabi skrev:

Läser i en bok Physics, Resnick-
Det är vad jag sa T = Cp vid konstant volym är definition. Ej naturlag alltså. Jag skulle säga den är en hypotes.

Men sedan kommer ett bevis med Carnot Cykel (sophisticated), varför detta är teoretiskt korrekt.

Annan källa: "The choice of a linear relation between temperature and pressure is arbitrary but convenient"
Osv. Nu är jag övertygad.  Any comments?

Mackabi skrev:

Annanstans läser jag: "The choice of a linear relation between temperature and pressure is arbitrary but convenient"

Jo, man kan som sagt definiera kylighet istället. Eller en celsius- eller fahrenheitskala, osv.

Men sambandet för gaser är ett experimentellt resultat:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gas-volume-temperature-absolute-zero.svg 

Ja och nej. Gay Lussac - Charles kom fram till T = CP experimentellt. De använde då kanske en alkohol eller kvicksilver termometer som var graderad mellan två punkter. Så de hade då tur med det

Men som moderna böcker i fysik skriver, är det hela bara en definition; man har ju definierat termometern på ett visst sätt och nu visar sig att man får T = CP

Mackabi skrev:

Ja och nej. Som sagt, man börjar med att anta att det är lineärt.
Men det kräver bevis. Det räcker inte att säga: "jaha, låt oss definiera sambandet T-P så den blir lineär"

Grundläggande är att om två system är i termodynamisk jämvikt att de har samma temperatur. Och nollte huvudsatsen ger att temperatur är något som existerar, en meningsfull fysikalisk storhet.

Sedan kan man definiera temperaturskalan på olika sätt. Gastemperatur från experimenten. Termodynamisk temperatur med Carnot-Kelvin resonemang där man använder gaslagen. Det leder då i termodynamiken till att man kan ta som definition att absolut temperatur är den multiplikatorn som gör värmet till en exakt differential. Men det blir ganska abstrakt.

Eller man kan använda kinetisk gasteori och statistisk mekanik och härleda gaslagarna därifrån.

Vi behöver inte hoppa på sofistikerad fysik i denna diskussion, angående missförstånd om Gay Lussac (eller Amonton?) fysik historia. Missförståndet är att man sa att det var en upptäckt. Men det är inte en upptäckt som till ex  Boyle's lag där det enda som krävs är T = konst. Dvs där behöver man inte gradera termometern.

Mackabi skrev:

Vi behöver inte hoppa på sofistikerad fysik i denna diskussion, angående missförstånd om Gay Lussac (eller Amonton?) fysik historia. Missförståndet är att man sa att det var en upptäckt. 

Jodå, det var en upptäckt. Se figuren ovan. (Idealiserade data förstås där.)

Kvicksilvertermometern och sprittermometern stämmer inte riktigt exakt med varandra halvvägs kalibreringspunkterna. De kan inte vara linjära båda två. Men experimentellt visar det sig att många olika gaser uppvisar samma linjaritet, och att det är en proportionalitet från en punkt vid -273 celsius.

Jag funderar vidare. Stämmer: kan inte båda vara lineära. 
Pausar diskussionen