MP05 : Mesure de température

Plan possible

I Thermomètre SF6

PV=nRT(1+B(T)/V+…) Développement du viriel. Donc à basse pression, on peut utiliser formule. On trace PV(1/V) à T fixé connu avec bain thermostaté, et on note l’ordonnée à l’origine Y₀=nRT.

On trace Y₀(T), on trouve une pente nR, on en déduit n (qui peut varier lentement sur des mois)

Ensuite, devant le jury, on prend T_amb, on trace PV en fonction de 1/V et on en déduit T avec la valeur de nRT.

Sensibilité : comme on a accès à nRT, la sensibilité est nR.

On aurait pu faire rapport d’ordonnées à l’origine, et pour que ça fasse thermomètre, il nous faut une référence.

II Référence de température : point triple

Manip point triple azote, on doit trouver P=125mbar et T=-210°C

Matériel :

• Pompe
• Cuve en verre
• manomètre qui va avec la cuve
• Lecteur de thermocouple T

Manomètre de droite : précis, s’enclenche aux basses pressions. Fonctionnement : une cavité métallique sphérique vide, qui se déforme sous l’effet de la pression. Un ressort y est attaché comme pour la souflerie, et ça fait un peu comme un dynamomètre.

Remplir à moitié d’azote, mettre le tuyau de sortie près de la fenêtre. La température trouvée n’est pas forcment la bonne (pas pur), et si beaucoup de glace peut être que la glace n’est plus en contact avec le liquide (se bloque), ce qui explique la légère variation de pression…

On a température de référence, on peut essayer de faire thermomètre.

On peut utiliser ces deux résultats pour calibrer tous les thermomètres que l’on fabrique : par exemple, le thermomètre à effet Seebeck (Thermocouple)

III Effet seebeck et thermocouple

Si on connaît une température avec les méthodes précédentes, on peut étalonner un thermocouple pour plus tard l’utiliser comme instrument de mesure.

Matériel :

• Thermocouple K
• Module Seebeck de démo
• 2 béchers
• glace
• eau distillée dans l’idéal
• 2 agitateurs+2 barreaux
• potence
• multimètres+cables
• bouilloire

On branche le multimètre sur le module Seebeck, on plonge un bout dans eau+glace (référence de 0°C) et l’autre dans l’eau bouillante qui se refroidit petit à petit. On prend les points à la volée de U(T) qui est une droite. Pente : sensibilité

Tips :

• Multimètre en DC, prendre le plus précis on mesure U=1mV en gros
• agiter les deux béchers, l’eau à 4°C est plus dense, elle tombe, ça devient inhomogène Photo montage : Lien du PDF