Ištisus dvejus metus švedų astronomas Andersas Celsius išbandė termometrą, kurį anksčiau sukūrė prancūzų zoologas ir metalurgas René Antoine'as Réaumur. Eksperimentai Celsijaus pr

temperatūros skalės. Yra kelios graduotos temperatūros skalės, o vandens užšalimo ir virimo taškai paprastai laikomi atskaitos taškais. Dabar labiausiai paplitusi pasaulyje yra Celsijaus skalė. 1742 metais švedų astronomas Andersas Celsius pasiūlė 100 laipsnių termometro skalę, kurioje 0 laipsnių yra vandens virimo temperatūra esant normaliam atmosferos slėgiui, o 100 laipsnių – ledo lydymosi temperatūra. Skalės padalijimas yra 1/100 šio skirtumo. Pradėjus naudoti termometrus, pasirodė patogiau sukeisti 0 ir 100 laipsnių. Galbūt tame dalyvavo Carlas Linnaeusas (jis dėstė mediciną ir gamtos mokslus tame pačiame Upsalos universitete, kur Celsijaus yra astronomija), kuris dar 1838 m. pasiūlė ledo lydymosi tašką laikyti 0 temperatūra, bet, regis, negalvojo apie antrąją. Nuorodos taškas. Iki šiol Celsijaus skalė šiek tiek pasikeitė: 0 ° C vis dar laikoma ledo lydymosi temperatūra normalus slėgis kuri nepriklauso nuo slėgio. Tačiau vandens virimo temperatūra esant atmosferos slėgiui dabar yra lygi 99 975 ° C, o tai neturi įtakos beveik visų termometrų, išskyrus specialius tikslius, matavimo tikslumui. Taip pat žinomos Kelvino Réaumur ir kitos Farenheito temperatūros skalės (antroji versija priimta nuo 1714 m.) turi tris fiksuotus taškus: 0 ° atitiko ledinio vandens ir amoniako mišinio temperatūrą 96 ° - kūno temperatūrą. sveikas žmogus(po ranka arba burnoje). Kaip kontrolinė temperatūra įvairių termometrų palyginimui buvo paimta 32 ° ledo lydymosi temperatūra. Farenheito skalė plačiai naudojama Angliškai kalbančios šalys bet mokslinėje literatūroje jis beveik nenaudojamas. Norint konvertuoti Celsijaus temperatūrą (°C) į Farenheito temperatūrą (°F), yra formulė °F = (9/5)°C + 32, o atvirkštiniam konvertavimui – formulė °C = (5/9) (°F). -32). Abi skalės – ir Farenheito, ir Celsijaus – yra labai nepatogios atliekant eksperimentus sąlygomis, kai temperatūra nukrenta žemiau vandens užšalimo taško ir išreiškiama neigiamu skaičiumi. Tokiais atvejais buvo įvestos absoliučios temperatūros skalės, kurios yra pagrįstos ekstrapoliacija iki vadinamojo absoliutaus nulio – taško, kuriame molekulinis judėjimas turėtų sustoti. Viena iš jų vadinama Rankino skale, o kita – absoliučia termodinamine skale; temperatūra matuojama Rankino laipsniais (°Ra) ir kelvinais (K). Abi skalės prasideda nuo absoliutaus nulio, o vandens užšalimo temperatūra atitinka 491 7 ° R ir 273 16 K. Laipsnių ir kelvinų skaičius tarp vandens užšalimo ir virimo taškų pagal Celsijaus skalę ir absoliučią termodinaminę skalę yra toks pat ir lygus 100; Farenheito ir Rankino skalėms jis taip pat yra tas pats, bet lygus 180. Celsijaus laipsniai paverčiami kelvinais naudojant formulę K \u003d ° C + 273 16, o Farenheito laipsniai paverčiami Rankine laipsniais naudojant formulę ° R \u003d ° F + 459 7. Europoje tai jau seniai paplitusi Réaumur skalė, kurią 1730 m. pristatė René Antoine'as de Réaumur. Jis pastatytas ne savavališkai kaip Farenheito skalė, o pagal alkoholio šiluminį plėtimąsi (santykiu 1000:1080). 1 Réaumur laipsnis yra lygus 1/80 temperatūrų intervalo tarp ledo lydymosi taškų (0°R) ir vandens virimo taškų (80°R), t.y. 1°R = 1,25°C 1°C = 0,8° R. bet dabar nebenaudojamas.

Dabar mums tereikia sniego, puodelio, termometro ir šiek tiek kantrybės. Atsinešime puodelį sniego nuo šalčio, pastatysime į šiltą, bet ne karštą vietą, panardinsime termometrą į sniegą ir stebėsime temperatūrą. Iš pradžių gyvsidabrio stulpelis pakils gana greitai. Sniegas vis dar sausas. Kai jis pasieks nulį, gyvsidabrio stulpelis sustos. Nuo tos akimirkos sniegas pradeda tirpti. Puodelio apačioje pasirodo vanduo, bet termometras vis tiek rodo nulį. Nuolat maišant sniegą nesunku įsitikinti, kad tol, kol visas jis neištirps, gyvsidabris nenuslys.

Dėl ko temperatūra sustojo ir kaip tik tuo metu, kai sniegas virsta vandeniu? Į puodelį tiekiama šiluma visiškai išleidžiama snaigių kristalams naikinti. Ir kai tik bus sunaikintas paskutinis kristalas, vandens temperatūra pradės kilti.

Tą patį reiškinį galima pastebėti ir tirpstant bet kurioms kitoms kristalinėms medžiagoms. Visiems jiems reikalingas tam tikras šilumos kiekis, kad iš kieto į skystą virstų. Šis kiekis, gana specifinis kiekvienai medžiagai, vadinamas sintezės šiluma.

Lydymosi šilumos vertė skirtingoms medžiagoms yra skirtinga. Ir čia pat, kai pradedame lyginti įvairių medžiagų savitąsias sintezės šilumą, tarp jų vėl išsiskiria vanduo. Kaip ir specifinė šiluminė talpa, specifinė ledo lydymosi šiluma gerokai viršija bet kurios kitos medžiagos lydymosi šilumą.

Vienam gramui benzeno ištirpdyti reikia 30 kalorijų, alavo lydymosi šiluma – 13 kalorijų, švino – apie 6 kalorijos, cinko – 28, vario – 42 kalorijos. O norint ledą paversti nulio laipsnių temperatūros vandeniu, reikia 80 kalorijų! Tokio šilumos kiekio pakanka vieno gramo skysto vandens temperatūrai pakelti nuo 20 laipsnių iki virimo. Tik vieno metalo, aliuminio, specifinė lydymosi šiluma viršija ledo šilumą.

Taigi nulinis vanduo nuo ledo toje pačioje temperatūroje skiriasi tuo, kad kiekviename vandens grame yra 80 kalorijų daugiau šilumos nei grame ledo.

Dabar, žinodami, kokia didelė yra ledo lydymosi šiluma, matome, kad kartais neturime pagrindo skųstis, kad ledas tirpsta „per greitai“. Jei ledo sintezės šiluma būtų tokia pati kaip ir dauguma kitų kūnų, jis ištirptų kelis kartus greičiau.

Mūsų planetos gyvenime sniego ir ledo tirpimas turi absoliučiai išskirtinę savo svarbą. Reikia atsiminti, kad tik ledo sluoksnis užima daugiau nei tris procentus visos žemės paviršiaus arba 11 procentų visos žemės. Pietų ašigalio regione yra didžiulis Antarktidos žemynas, didesnis nei Europa ir Australija kartu paėmus, padengtas ištisiniu ledo sluoksniu. Amžinasis įšalas karaliauja milijonuose kvadratinių kilometrų žemės. Tik ledynai ir amžinasis įšalas sudaro penktadalį sausumos masės. Prie to turime pridėti dar vieną įeinantį paviršių žiemos laikas sniego. Ir tada galima sakyti, kad nuo vieno ketvirčio iki trečdalio žemės visada dengia ledas ir sniegas. Kelis mėnesius per metus šis plotas viršija pusę visos sausumos.

Akivaizdu, kad didžiulės užšalusio vandens masės negali nepaveikti Žemės klimato. Koks milžiniškas saulės šilumos kiekis išleidžiamas vien tam, kad pavasarį ištirptų viena sniego danga! Iš tiesų, vidutiniškai jis siekia apie 60 centimetrų storio, o kiekvienam gramui reikia išleisti 80 kalorijų. Tačiau saulė yra toks galingas energijos šaltinis, kad mūsų platumose ji šį darbą kartais gali atlikti per kelias dienas. Ir sunku įsivaizduoti, koks aukštas vanduo mūsų lauktų, jei ledas turėtų, pavyzdžiui, tokią lydymosi šilumą kaip švinas. Visas sniegas gali ištirpti per vieną dieną ar net per kelias valandas, o tada iki nepaprastų dydžių išsiliejusios upės nuplautų nuo žemės paviršiaus derlingiausią dirvožemio sluoksnį ir augalus, atnešdamos daugybę nelaimių visai gyvybei Žemėje. .

Kai ledas tirpsta, jis sugeria didžiulį šilumos kiekį. Tiek pat šilumos išskiria ir užšalęs vanduo. Jei vanduo turėtų mažą sintezės šilumą, mūsų upės, ežerai ir jūros tikriausiai užšaltų po pirmųjų šalnų.

Taigi prie didelės vandens šiluminės talpos buvo pridėta dar viena nuostabi savybė – didelė lydymosi šiluma.

1561 metų kovo 29 dieną gimė italų gydytojas Santorio – vienas iš pirmojo gyvsidabrio termometro – aparato, kuris buvo to meto naujovė ir be kurio šiandien negali apsieiti – vienas išradėjų.

Santorio buvo ne tik gydytojas, bet ir anatomas bei fiziologas. Dirbo Lenkijoje, Vengrijoje, Kroatijoje, aktyviai tyrinėjo kvėpavimo procesą, „nematomą garavimą“ nuo odos paviršiaus, atliko tyrimus žmogaus medžiagų apykaitos srityje. Santorio atliko eksperimentus su savimi ir tyrinėjo savybes Žmogaus kūnas, sukūrė daugybę matavimo priemonių – arterijų pulsacijos stiprumo matavimo prietaisą, svarstykles žmogaus masės pokyčiams stebėti ir – pirmąjį gyvsidabrio termometrą.

Trys išradėjai

Šiandien gana sunku pasakyti, kas tiksliai sukūrė termometrą. Termometro išradimas priskiriamas daugeliui mokslininkų vienu metu – Galileo, Santorio, Lord Bacon, Robert Fludd, Scarpi, Cornelius Drebbel, Porte ir Salomon de Caus. Taip yra dėl to, kad daugelis mokslininkų vienu metu dirbo kurdami aparatą, kuris padėtų išmatuoti oro, dirvožemio, vandens ir žmogaus temperatūrą.

Šio prietaiso aprašymo paties Galilėjaus raštuose nėra, tačiau jo mokiniai liudijo, kad 1597 metais jis sukūrė termoskopą – aparatą, skirtą vandeniui pakelti kaitinant. Termoskopas buvo mažas stiklinis rutulys su prie jo prilituotu stikliniu vamzdeliu. Skirtumas tarp termoskopo ir šiuolaikinio termometro yra tas, kad „Galileo“ išradime oras išsiplėtė, o ne gyvsidabris. Be to, jis galėjo būti naudojamas tik norint įvertinti santykinį kūno šildymo ar vėsinimo laipsnį, nes jis dar neturėjo skalės.

Santorio iš Padujos universiteto sukūrė savo prietaisą, kuriuo buvo galima išmatuoti temperatūrą Žmogaus kūnas, tačiau įrenginys buvo toks stambus, kad buvo sumontuotas namo kieme. Santorio išradimas turėjo rutulio formą ir pailgą apvijų vamzdelį, ant kurio buvo nubrėžtos padalos, laisvas vamzdžio galas buvo užpildytas tamsintu skysčiu. Jo išradimas datuojamas 1626 m.

1657 m. Florencijos mokslininkai patobulino Galilėjaus termoskopą, visų pirma įrengdami prietaisą karoliukų skale.

Vėliau mokslininkai bandė aparatą patobulinti, tačiau visi termometrai buvo oro, o jų rodmenys priklausė ne tik nuo kūno temperatūros pokyčių, bet ir nuo Atmosferos slėgis.

Pirmieji skysčių termometrai aprašyti 1667 m., tačiau užšalus vandeniui jie sprogo, todėl jiems gaminti buvo naudojamas etilo alkoholis. Termometrą, kurio duomenų nenulemtų atmosferos slėgio pokyčiai, išrasti lėmė fiziko Evangelistos Torricelli, Galilėjaus mokinio, eksperimentai. Dėl to termometras buvo pripildytas gyvsidabrio, apverstas, į rutulį įpilta tamsinto alkoholio, o viršutinis vamzdelio galas buvo užsandarintas.

Vieno masto ir gyvsidabrio

Ilgą laiką mokslininkai negalėjo rasti atspirties taškų, tarp kurių atstumą būtų galima padalyti tolygiai.

Kaip pradiniai masto duomenys, ledo tirpimo taškai ir ištirpo sviesto, vandens virimo temperatūra ir kai kurios abstrakčios sąvokos, pvz., „didelis šalčio laipsnis“.

Šiuolaikinės formos, labiausiai tinkantį naudoti buityje, termometrą su tikslia matavimo skale sukūrė vokiečių fizikas Gabrielis Farenheitas. Jis aprašė savo termometro gamybos būdą 1723 m. Iš pradžių Farenheitas sukūrė du alkoholio termometrus, bet vėliau fizikas nusprendė termometre panaudoti gyvsidabrį. Farenheito skalė buvo pagrįsta trimis nustatytais taškais:

pirmasis taškas buvo lygus nuliui laipsnių - tai vandens, ledo ir amoniako sudėties temperatūra;
antrasis, žymimas 32 laipsniais, yra vandens ir ledo mišinio temperatūra;
trečioji yra vandens virimo temperatūra, lygi 212 laipsnių.
Vėliau svarstyklės buvo pavadintos jos kūrėjo vardu.

Nuoroda
Šiandien Celsijaus skalė yra labiausiai paplitusi, Farenheito skalė vis dar naudojama JAV ir Anglijoje, o Kelvino skalė – moksliniuose tyrimuose.
Tačiau švedų astronomas, geologas ir meteorologas Andersas Celsius 1742 m. pagaliau nustatė abu nuolatinius taškus – tirpstantį ledą ir verdantį vandenį. Jis padalijo atstumą tarp taškų į 100 intervalų, iš kurių 100 yra ledo lydymosi temperatūra, o 0 - vandens virimo temperatūra.

Šiandien Celsijaus skalė naudojama apversta, tai yra, 0 ° laikoma ledo lydymosi temperatūra, o 100 ° yra vandens virimo temperatūra.

Pagal vieną versiją, po Celsijaus mirties svarstykles „apvertė“ amžininkai ir tautiečiai botanikas Carlas Linnaeusas ir astronomas Mortenas Strömeris, tačiau pagal kitą, pats Celsius apvertė savo svarstykles Strömerio patarimu.

1848 metais anglų fizikas Williamas Thomsonas (lordas Kelvinas) įrodė galimybę sukurti absoliučią temperatūros skalę, kur atskaitos taškas yra absoliutaus nulio reikšmė: -273,15 °C – esant tokiai temperatūrai tolesnis kūnų aušinimas nebeįmanomas. .

Jau XVIII amžiaus viduryje termometrai tapo prekybos objektu, juos gamino amatininkai, tačiau į mediciną termometrai atkeliavo daug vėliau, XIX amžiaus viduryje.

Šiuolaikiniai termometrai

Jei XVIII amžiuje temperatūros matavimo sistemų srityje buvo atradimų „bumas“, tai šiandien vis dažniau dirbama kuriant temperatūros matavimo metodus.

Termometrų taikymo sritis yra labai plati ir yra ypač svarbi šiuolaikinis gyvenimas asmuo. Už lango esantis termometras praneša apie temperatūrą lauke, šaldytuve esantis termometras padeda kontroliuoti maisto laikymo kokybę, orkaitėje esantis termometras leidžia palaikyti temperatūrą kepant, o termometras matuoja kūno temperatūrą ir padeda įvertinti priežastis. prastos sveikatos.
Termometras yra labiausiai paplitęs termometro tipas, kurį galima rasti kiekvienuose namuose. Tačiau gyvsidabrio termometrai, kurie kadaise buvo ryškus mokslininkų atradimas, dabar pamažu tampa praeitimi kaip nesaugūs. Gyvsidabrio termometrai turi 2 gramus gyvsidabrio ir turi didžiausią tikslumą nustatant temperatūrą, tačiau reikia ne tik teisingai su jais elgtis, bet ir žinoti, ką daryti, jei termometras staiga sugedo.
Gyvsidabrio termometrus keičia elektroniniai arba skaitmeniniai termometrai, veikiantys įmontuoto metalinio jutiklio pagrindu. Taip pat yra specialios termo juostelės ir infraraudonųjų spindulių termometrai.

Klausimas "Kas yra temperatūros skalė?" - tinka bet kuriam fizikui - nuo studento iki profesoriaus. Išsamus atsakymas į jį užtruktų visą knygą ir galėtų puikiai iliustruoti fiziko pažiūrų pokyčius ir pažangą per pastaruosius keturis šimtmečius.
Temperatūra yra tam tikros skalės šilumos laipsnis. Apytiksliai vertinant, be termometro galima naudoti savo odos jautrumą, tačiau mūsų šilumos ir šalčio pojūčiai yra riboti ir nepatikimi.

Patirtis. Odos jautrumas karščiui ir šalčiui. Ši patirtis yra labai pamokanti. Įdėkite tris dubenėlius su vandeniu: vieną labai karštą, kitą vidutiniškai šiltą ir trečią labai šaltą. Viena ranka 3 minutes panardinkite į karštą, kita – į šaltą dubenį. Tada nuleiskite abi rankas į dubenį su šiltu vandeniu. Dabar paklauskite kiekvienos rankos, ką ji jums „pasako“ apie vandens temperatūrą?

Termometras tiksliai parodo, kiek daiktas yra karštas ar šaltas; jo pagalba galime palyginti skirtingų objektų įkaitimo laipsnį, naudodamiesi juo vėl ir vėl, galime palyginti skirtingu laiku atliktus stebėjimus. Jame yra tam tikra nekintanti, atkuriama skalė – būdingas bet kokio gero instrumento priedas. Termometro gamybos būdas ir pats prietaisas mums diktuoja skalę ir matavimo sistemą, kurią turime naudoti. Perėjimas nuo grubių pojūčių prie instrumento su svarstyklėmis nėra tik mūsų mezgimo tobulinimas. Mes išrandame ir pristatome naują koncepciją – temperatūrą.
Mūsų neapdorota idėja apie karštą ir šaltą apima embriono temperatūros sąvoką. Tyrimai rodo, kad kaitinant pasikeičia daugelis svarbiausių daiktų savybių, ir. termometrai reikalingi šiems pokyčiams ištirti. Plačiai paplitęs termometrų naudojimas kasdieniame gyvenime užgožė temperatūros sąvokos prasmę. Manome, kad termometras matuoja mūsų kūno, oro ar vonios vandens temperatūrą, nors iš tikrųjų jis rodo tik savo temperatūrą. Temperatūros pokyčius nuo 60 iki 70° ir nuo 40 iki 50° laikome vienodais. Tačiau mes, matyt, neturime jokių garantijų, kad jie tikrai vienodi. Belieka mums juos laikyti vienodais pagal apibrėžimą.. Termometrai vis dar naudingi mums kaip ištikimiems tarnams. Bet ar tikrai Jos Ekscelencija Temperatūra paslėpta už jų atsidavusio „veido“?

Paprasti termometrai ir Celsijaus skalė
Temperatūrą termometruose parodo skysčio (gyvsidabrio arba spalvoto alkoholio) lašas, besiplečiantis kaitinant, įdėtas į vamzdelį su padalomis. Kad vieno termometro skalė sutaptų su kito, imame du taškus: tirpstantį ledą ir verdantį vandenį standartinėmis sąlygomis ir jiems priskiriame 0 ir 100 padalus, o intervalą tarp jų padaliname į 100 lygių dalių. Taigi, jei pagal vieną termometrą vandens temperatūra vonioje yra 30 °, tai bet kuris kitas termometras (jei jis teisingai sukalibruotas) rodys tą patį, net jei jame yra burbulas ir visiškai kitokio dydžio vamzdis . Pirmajame termometre gyvsidabris plečiasi 30/100 nuo lydymosi temperatūros iki virimo temperatūros. Galima pagrįstai tikėtis, kad kituose termometruose gyvsidabris išsiplės tiek pat ir jie taip pat rodys 30°. Čia mes remiamės gamtos universalumu 2>.
Tarkime, dabar išgėrėme kito skysčio, pavyzdžiui, glicerino. Ar tai duos tą pačią skalę tuose pačiuose taškuose? Žinoma, norint sutikti su gyvsidabrio termometru, glicerino termometras turi turėti 0 °, kai tirpsta ledas, ir 100 °, kai vanduo verda. Bet ar termometro rodmenys bus vienodi esant vidutinei temperatūrai? Pasirodo, ne kai gyvsidabrio termometras rodo 50,0 ° C, glicerino termometras rodo 47,6 ° C. Palyginti su gyvsidabrio termometru, glicerino termometras pirmoje kelio pusėje nuo ledo lydymosi temperatūros iki virimo šiek tiek atsilieka. vandens taškas. (Galite pagaminti termometrus, kurie duos dar didesnį neatitikimą. Pavyzdžiui, termometras su vandens garais rodytų 12 °, kai gyvsidabris yra 50 °!

Taip gaunama vadinamoji Celsijaus skalė, kuri šiandien plačiai naudojama. JAV, Anglijoje ir kai kuriose kitose šalyse naudojama Farenheito skalė, kurioje ledo tirpimo ir verdančio vandens taškai pažymėti skaičiais 32 ir 212. Iš pradžių Farenheito skalė buvo statoma ant kitų dviejų taškų. Užšalimo mišinio temperatūra buvo laikoma nuliu ir buvo priskirtas skaičius 96 (skaičius, kuris suskaidomas į daugybę veiksnių ir todėl yra patogus tvarkyti). normali temperatūraŽmogaus kūnas. Po modifikacijos, kai sveikieji skaičiai buvo lyginami su standartiniais taškais, kūno temperatūra pasirodė esanti tarp 98 ir 99. Kambario temperatūra 68 ° R atitinka 20 ° C. Nors perėjimas iš vienos skalės į kitą keičia skaitinę temperatūros vienetas, tai neturi įtakos pačiai koncepcijai. Naujausias tarptautinis susitarimas įnešė dar vieną pakeitimą: vietoj standartinių ledo ir verdančio vandens tirpimo taškų, kurie lemia skalę, buvo priimti „absoliutus nulis“ ir „trigubas taškas“ vandeniui. Nors šis temperatūros apibrėžimo pokytis yra esminis, įprastai mokslinis darbas tai beveik neturi jokio skirtumo. Trigubui taškui parenkamas toks skaičius, kad naujoji skalė labai gerai derėtų su senąja.
2> Šis samprotavimas yra šiek tiek naivus. Stiklas taip pat plečiasi.Ar stiklo plėtimasis turi įtakos gyvsidabrio stulpelio aukščiui? Ką dėl šios priežasties, be paprasto gyvsidabrio išsiplėtimo, rodo termometras? Tarkime, dviejuose termometruose yra gryno gyvsidabrio, tačiau jų rutuliukai pagaminti iš skirtingų tipų stiklo su skirtingais išsiplėtimais. Ar tai turės įtakos rezultatui?

3. Raskite kūno svorį P = ρgV

4. Nustatykite slėgį, kurį kūnas daro ant horizontalaus paviršiaus P = , kur F=P

Eksperimentinis darbas Nr.12

Tema: „Termometro rodmenų priklausomybės nuo išorinės sąlygos».

Tikslas: ištirti termometro rodmenų priklausomybę nuo išorinių sąlygų: ar saulės spinduliai krenta ant termometro, ar jis yra šešėlyje, ant kokio pagrindo guli termometras, kokios spalvos ekraną termometras dengia nuo saulės spindulių.

Užduotys:

Išsilavinimas: tikslumo ugdymas, gebėjimas dirbti komandoje;

Įranga: stalinė lempa, termometras, balto ir juodo popieriaus lapai.

Kokia oro temperatūra kambaryje ir gatvėje žmonės domisi kasdien. Beveik kiekvienuose namuose yra termometras oro temperatūrai matuoti, tačiau ne kiekvienas moka jį teisingai naudoti. Pirma, daugelis nesupranta pačios užduoties matuoti oro temperatūrą. Šis nesusipratimas ypač išryškėja karštomis vasaros dienomis. Meteorologams pranešus, kad oro temperatūra pavėsyje siekė 32°C, daugelis žmonių „patikslina“ maždaug taip: „O saulėje termometro stulpelis peržengė 50 °C! Ar tokie paaiškinimai yra prasmingi? Norėdami atsakyti į šį klausimą, atlikite toliau pateiktą eksperimentinį tyrimą ir padarykite savo išvadas.

Progresas:

Patirtis 1. Išmatuokite oro temperatūrą „saulėje“ ir „pavėsyje“. Naudokite stalinę lempą kaip „saulę“.

Pirmą kartą termometrą pastatykite 15-20 cm atstumu nuo lempos ant stalo, antrą kartą, nekeisdami lempos padėties termometro atžvilgiu, sukurkite „šešėlį“ popieriaus lapu, padėdami šalia lempos. Užsirašykite termometro rodmenis.

2 eksperimentas. Temperatūros matavimus atlikite „saulėje“ naudojant tamsų, paskui šviesų pagrindą po termometru. Norėdami tai padaryti, pirmiausia padėkite termometrą ant balto popieriaus lapo, antrą kartą - ant juodo popieriaus lapo. Užsirašykite termometro rodmenis.

3 eksperimentas. Atlikite matavimus „pavėsyje“, blokuodami lempos šviesą balto popieriaus lapu, padėtu tiesiai ant termometro. Užrašykite termometro rodmenis. Pakartokite eksperimentą, pakeiskite Baltas popierius juodas popierius.

Apsvarstykite atliktų eksperimentų rezultatus ir padarykite išvadas, kur ir kaip už lango reikia montuoti termometrą oro temperatūrai matuoti gatvėje?

Eksperimentų serija su teisingas vykdymas duoda tokius rezultatus.

1 patirtis rodo, kad termometro rodmenys „saulėje“ yra pastebimai didesni nei jo rodmenys „pavėsyje“. Šis faktas turi būti paaiškintas toliau. Nesant saulės šviesos, oro ir stalo temperatūra yra vienoda. Dėl šilumos mainų su stalu ir oru termometras patenka į šiluminę pusiausvyrą su jais ir rodo oro temperatūrą.

Kai „saulės“ neuždengia popieriaus lapas, veikiant sugertai „saulės“ spinduliuotei stalo temperatūra pakyla, o skaidrus oras šios spinduliuotės beveik nešildo. Termometras, viena vertus, atlieka šilumos mainus su stalo paviršiumi, kita vertus, su oru. Dėl to jo temperatūra yra aukštesnė už oro temperatūrą, bet žemesnė už stalo paviršiaus temperatūrą. Ką tada reiškia termometro rodmenys „saulėje“?

Užsispyręs oro temperatūros matavimo „saulėje“ mėgėjas gali tam prieštarauti, kad jam neįdomi oro temperatūra „pavėsyje“, kai jis pats yra „saulėje“. Tegul ne oro temperatūra, o tik termometro rodmenys „saulėj“, o būtent jie jį domina. Tokiu atveju jam bus naudingi 2 eksperimento rezultatai.

2 eksperimentas rodo, kad ant balto popieriaus, kuris gerai atspindi šviesą, termometro rodmenys yra daug mažesni nei ant juodo popieriaus, kuris gerai sugeria šviesos spinduliuotę ir labiau įkaista. Todėl nėra vienareikšmio atsakymo į klausimą apie termometro rodmenis „saulėje“. Rezultatas labai priklausys nuo pagrindo spalvos po termometru, termometro cilindro paviršiaus spalvos ir struktūros bei vėjo buvimo ar nebuvimo.

Oro temperatūra lauke, matuojant toli nuo saulės spinduliuotės įkaitintų objektų ir atmetus tiesioginį radiacijos poveikį termometre, „saulėj“ ir „pavėsyje“ yra vienoda, tai tik oro temperatūra. Bet tai tikrai turėtų būti matuojama tik "pavėsyje".

Tačiau sukurti termometro „šešėlį“ saulėtą dieną taip pat nėra lengva užduotis. Tai patvirtina ir 3 eksperimento rezultatai. Jie rodo, kad kai ekranas yra arti termometro, ekrano įkaitimas saulės spinduliuote lems reikšmingas paklaidas matuojant oro temperatūrą saulėtą dieną. Temperatūros kilimas bus ypač didelis, kai ekranas tamsus, nes toks ekranas sugeria beveik visą ant jo patenkančios saulės spinduliuotės energiją ir daug mažiau, kai ekranas yra baltas, nes toks ekranas atspindi beveik visą ekrano energiją. ant jo patenkanti saulės spinduliuotė.

Padarius tokį bandomasis tyrimas Būtina aptarti praktiškai svarbų klausimą: kaip praktiškai reikia matuoti oro temperatūrą gatvėje? Atsakymas į šį klausimą gali būti maždaug toks. Jei bute yra langas į šiaurę, tada už šio lango reikia sustiprinti gatvės termometrą. Jei bute tokio lango nėra, termometrą reikia statyti kuo toliau nuo saulės įkaitintų sienų, priešais silpnai įkaitusias langų stiklus. Termometro cilindras turi būti apsaugotas nuo įkaitimo saulės spinduliais. 3 eksperimento rezultatai rodo, kad bandant apsaugoti termometrą nuo saulės spindulių, pats ekranas įkaista ir įkaitina termometrą. Nes Baltas ekranas mažiau įkaista, apsauginis ekranas turi būti ryškus, jis turi būti pakankamai atstumu nuo termometro.

Panašiai galima ištirti ir kambario termometro rodmenų priklausomybę nuo jo vietos. Egzekucijos rezultatas namų darbai turi būti nustatyta, kad kambario termometro rodmenys priklauso nuo jo vietos patalpoje. Jei mus domina oro temperatūra patalpoje, tuomet būtina atmesti įkaitusių kūnų ir saulės spinduliuotės įtaką jai. Tiesioginiai saulės spinduliai neturi kristi ant termometro, termometro negalima statyti šalia šildymo ir apšvietimo įrenginių. Nekabinkite termometro ant išorinės kambario sienos, kuri vasarą yra pakilusi ir žema temperatūra palyginti su kambario temperatūra.

Eksperimentinis darbas Nr.13

Tema: „Sniego procento vandenyje nustatymas“.

Tikslas: Nustatykite sniego procentą vandenyje.

Užduotys:

Ugdomasis: gebėjimo derinti žinias ir praktinius įgūdžius formavimas;

Vystymasis: plėtra loginis mąstymas, pažintinis susidomėjimas.

Įranga: kalorimetras, termometras, stiklinė, indas su kambario vandeniu, sniego ir vandens mišinys, kalorimetrinis korpusas.

Pirmas variantas

Progresas:

1. Į kalorimetrą su mišiniu pilama tiek vandens, kad visas sniegas ištirptų. Gauto vandens temperatūra buvo t=0.

2. Užrašykite lygtį šilumos balansas ad hoc:

m1 \u003d cm3 (t2-t1), kur c – savitoji vandens šiluma, savitoji ledo tirpimo šiluma, m1 – sniego masė, m2 – vandens masė sniege, m3 – įlieto vandens masė. , t yra užpilto vandens temperatūra.

Vadinasi =

Norimas procentas =;

3. Reikšmę m1 + m2 galima nustatyti supylus visą vandenį iš kalorimetro į matavimo cilindrą ir išmatavus bendrą vandens masę m. Kadangi m= m1 + m2 + m3, tai

m1 + m2 = m - m3. Vadinasi,

=

Antras variantas

Įranga: kalorimetras, termometras, svarstyklės ir svarmenys, stiklinė šilto vandens, šlapio sniego luitas, kalorimetrinis korpusas.

Progresas:

1. Pasverkite tuščią kalorimetrą, o tada kalorimetrą su šlapio sniego gabalėliu. Pagal skirtumą nustatome šlapio sniego gabalo masę (m).

Grunte yra *x gramų vandens ir *(100–x) gramų sniego, kur x yra vandens procentas gabale.

Šlapio sniego temperatūra 0.

2. Dabar į kalorimetrą su šlapio sniego gumuliu įpilame tiek šilto vandens (mw), kad visas sniegas ištirptų, prieš tai išmatavus šilto vandens temperatūrą (iki).

3. Kalorimetrą pasveriame vandeniu ir ištirpusiu sniegu ir pagal svorių skirtumą nustatome įpilto šilto vandens masę (mw).

4. Termometru matuojame galutinę temperatūrą (tocm.).

5. Parašykime šilumos balanso lygtį:

cmv t \u003d * (100 - x) + c (m + mv) iki cm.,

Kur c yra savitoji vandens šiluminė talpa - 4200J / kg , - savitoji sniego tirpimo šiluma

3,3 *105 J/kg.

6. Iš gautos lygties išreiškiame

X=100 –

Eksperimentinis darbas Nr.14

Tema: „Ledo lydymosi šilumos nustatymas“.

Tikslas: nustatyti ledo lydymosi šilumą .

Užduotys:

Ugdomasis: gebėjimo derinti žinias ir praktinius įgūdžius formavimas;

Išsilavinimas: tikslumo ugdymas, gebėjimas dirbti komandoje;

Vystosi: loginio mąstymo, pažintinio susidomėjimo ugdymas.

Įranga: termometras, vanduo, ledas, matavimo cilindras.

Progresas:

1. Į tuščią indą įdėkite ledo gabalėlį ir iš matavimo cilindro įpilkite tiek vandens, kad visas ledas ištirptų.

2. Šiuo atveju šilumos balanso lygtį galima parašyti paprastai:

St1 (t1 - t2) = t2

čia m2 – ledo masė, mx – išpilto vandens masė, tx – pradinė vandens temperatūra, t2 – galutinė vandens temperatūra, lygi 0 °C, K – savitoji ledo tirpimo šiluma. Iš aukščiau pateiktos lygties randame:

3. Ledo masę galima nustatyti išpilant susidariusį vandenį į matavimo cilindrą ir išmatavus bendrą vandens ir ledo masę:

М = + Т2 = ρаod, Vtot.

Kadangi m2 \u003d M - m1, tada

Eksperimentinis darbas Nr.15

Tikslas: naudodamiesi siūloma įranga ir sočiųjų garų slėgio priklausomybės nuo temperatūros lentele, nustatykite absoliučią ir santykinę oro drėgmę patalpoje.

Užduotys:

Ugdomasis: gebėjimo derinti žinias ir praktinius įgūdžius formavimas;

Išsilavinimas: tikslumo ugdymas, gebėjimas dirbti komandoje;

Vystosi: loginio mąstymo, pažintinio susidomėjimo ugdymas.

Įranga: stiklas, termometras, ledas, vanduo.

Progresas:

1. Absoliučią oro drėgmę lengviausia nustatyti pagal rasos tašką. Norėdami išmatuoti rasos tašką, pirmiausia turite išmatuoti oro temperatūrą t1. Tada paimkite įprastą stiklinę stiklinę, įpilkite į ją šiek tiek kambario temperatūros vandens ir įdėkite termometrą į vandenį.

2. Kitame inde reikia paruošti vandens mišinį su ledu ir šiek tiek įpilti iš šio indo saltas vanduoį stiklinę vandens ir termometrą, kol ant stiklo sienelių atsiras rasa. Reikia pažvelgti į stiklo sienelę, esančią priešais vandens lygį stiklinėje. Pasiekus rasos tašką, stiklo sienelė žemiau vandens lygio tampa nepermatoma dėl ant stiklo susikondensavusių daugybės smulkių rasos lašelių. Šiuo metu reikia paimti termometro rodmenis t2.

3. Remiantis temperatūros t2 – rasos taško – verte, iš lentelės galima nustatyti sočiųjų garų tankį ρ esant temperatūrai t2. Taip ir bus absoliuti drėgmė atmosferos oras. Tada iš lentelės galite rasti sočiųjų garų tankio r0 reikšmę esant temperatūrai t1. Remdamiesi nustatytomis sočiųjų garų tankio r reikšmėmis esant temperatūrai t2 ir sočiųjų garų tankiui ρ0 kambario temperatūroje t1, nustatome santykinė drėgmė oro j.

Matavimo prietaisų klaidos

Skysčių, metalų ir lydinių, kietųjų medžiagų ir medžiagų tankis.