Единицы измерения температуры и температурные шкалы.

· Единицы измерения температуры

Известно, что физические свойства нефти (плотность, вязкость), содержание газа и парафина, растворенных в ней, и фазовые со­стояния в значительной степени зависят от температуры. Поэтому контроль этого параметра необходим в процессе добычи, при про­мысловом сборе и первичной подготовке нефти на промыслах, а так­же при ее транспортировании.

При взятии глубинной пробы для изучения ее с помощью специ­альной исследовательской аппаратуры в пластовых условиях необ­ходимо измерить температуру в скважине в месте ее отбора. Кон­троль ее на забое скважин необходим в процессе обработки приза­бойной зоны различными способами (соляно- и термокислотными и искусственным разогревом пласта) для увеличения добычи, а в тру­бопроводах, в водонасосных, нефтенасосных и компрессорных стан­циях— для проверки состояния подшипников. Измерения темпера­туры в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами — обязательный элемент учета.

· Температурные шкалы

Температура характеризует степень нагретости вещества и связа­на с запасом его внутренней энергии, носителем которой являются атомы и молекулы. Поскольку кинетическая и потенциальная энер­гия атомов и молекул зависит от теплового состояния вещества, то и все физические свойства его практически зависят от температуры. Так, при нагреве или охлаждении твердого тела изменяются его линейные размеры, плотность, твердость, модуль упругости, разру­шающие напряжения, электропроводность, теплоемкость и ряд дру­гих свойств. Плотность, объем, вязкость жидкостей и газов, а равно и агрегатные состояния вещества также зависят от изменения тем­пературы.

Возможность измерения температуры, как правило, основана на теплообмене, на передаче тепла от более нагретого вещества к менее нагретому. Установление единицы измерения температуры, назы­ваемой «градусом», связано с построением температурной шкалы, представляющей собой систему последовательных числовых значе­ний какого-либо удобно и достаточно точно измеряемого физического свойства вещества, являющегося однозначной функцией темпе­ратуры.

Для построения температурной шкалы выбирают начало отсчета температуры и размер ее единицы (градуса), для чего обычно поль­зуются двумя реперными точками — температурами перехода веще­ства из одного агрегатного состояния в другое.

Допустим, такими точками выбраны температуры кипения и за­твердевания чистых веществ и им присвоены значения ¥ и t". Тогда единицей измерения будет

1 градус= {¥ ' — ¥)/N,

где N — целое число, на которое разбивается температурный интер­вал между реперными точками.

Такие шкалы называются эмпирическими.

Не зависящую от конкретных свойств вещества так называемую термодинамическую шкалу можно построить на основе второго на­чала термодинамики, определяя отношение температур через отно­шение теплот в Карно цикле.

Основной температурой является абсолютная температура, еди­ница которой Кельвин (К) есть 1/273, 16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. В Международной практической температурной шкале различают международную практическую тем­пературу Кельвина (Г₆ s) и международную практическую темпера­туру Цельсия (fes), связанные соотношением

tes=Tes— 273, 15 К.

Размеры 1 К и 1 °С совпадают.

Все приборы, применяемые для измерения температуры, основаны на изменении свойств различных веществ в зависимости от степени их нагретости. Различают приборы, основанные на изменении объема тела (термометры расширения); давления рабочего вещества в замкнутой камере (манометрические термометры); электрического сопротивления проводников (термометры сопротивления); термо­электродвижущей силы (термоэлектрические термометры); луче­испускательной способности нагретых тел (пирометры излучения).

В нефтяной и газовой промышленности наиболее распростране­ны манометрические термометры и термометры электрического со­противления.