La thermométrie à gaz

Le but d'une expérience de thermométrie à gaz est de construire une échelle de température et de déterminer la température du zéro absolu. Cette expérience démontre la dépendance de la pression d'un gaz de volume constant à la température. En outre, l’échelle de température absolue se détermine par extrapolation vers les températures faibles. Les mesures de température obtenues par un thermomètre à gaz sont pratiquement indépendantes de la substance utilisée dans le thermomètre. En général, les gaz utilisés en thermométrie à gaz sont des gaz parfaits.

Le dispositif se compose d’une table avec trois réservoirs en dessous. Le réservoir de gauche contient de l’eau en ébullition et il est relié à un autotransformateur variable qui contrôle l’alimentation électrique. Le réservoir du milieu contient un cylindre de polypropylène placé dans un grand bloc de polystyrène pour l'isoler et contient un mélange presque équilibré de glace et d'eau. Le réservoir de droite est également un tube de polypropylène dans un bloc de polystyrène, mais ce tube contient de l'azote liquide. Chacun de ces réservoirs sert de référence de température stable et est accessible par une bride recouvrant un trou dans la table.

La partie principale du dispositif est un plongeur ou une louche qui se compose d'un réservoir de gaz en acier fixé à des vannes et des tuyaux et monté sur une feuille Lexan (pour éviter les éclaboussures/vapeur et protéger le manomètre), d'un manomètre numérique et d'une poignée. Le plongeur est conçu pour s'adapter à chaque réservoir et reposer sur la bride de la feuille Lexan (plaque en polycarbonate).

Le manomètre est doté d'un écran de lecture numérique. Il est suggéré d'utiliser le Torr ou le mmHg comme unité de mesure, mais ce n'est pas nécessaire si vous faites les conversions appropriées. Notez que, comme la plupart des jauges à pression, le manomètre indique la pression effective, c’est-à-dire une pression relative à l'atmosphère extérieure.