Na preštudovanie témy „Tepelný pohyb“ si musíme zopakovať:
Vo svete okolo nás sa vyskytujú rôzne druhy fyzikálnych javov, ktoré priamo súvisia so zmenami teploty telies.
Od detstva si pamätáme, že voda v jazere je najprv studená, potom sotva teplá a až po chvíli sa stáva vhodnou na kúpanie.
Slovami ako „studený“, „horúci“, „mierne teplý“ definujeme rôzne stupne „zahriatia“ telies, alebo povedané jazykom fyziky, rôzne teploty telies.
Ak porovnáme teplotu v jazere v lete a neskoro na jeseň, rozdiel je evidentný. Teplota teplej vody je o niečo vyššia ako teplota ľadovej vody.
Ako je známe, difúzia pri vyššej teplote je rýchlejšia. Z toho vyplýva, že rýchlosť pohybu molekúl a teplota sú hlboko prepojené.
Pokus: Vezmite tri poháre a naplňte ich studenou, teplou a horúcou vodou a teraz vložte do každého pohára čajové vrecúško a pozorujte, ako sa mení farba vody? Kde bude táto zmena prebiehať najintenzívnejšie?
Ak zvýšite teplotu, rýchlosť pohybu molekúl sa zvýši, ak ju znížite, zníži sa. Preto sme dospeli k záveru: telesná teplota priamo súvisí s rýchlosťou pohybu molekúl.
Horúca voda pozostáva z presne rovnakých molekúl ako studená voda. Rozdiel medzi nimi je len v rýchlosti pohybu molekúl.
Javy, ktoré súvisia so zahrievaním alebo ochladzovaním telies, so zmenou teploty, sa nazývajú tepelné. Patria sem ohrievanie alebo chladenie nielen kvapalných telies, ale aj plynného a pevného vzduchu.
Ďalšie príklady tepelných javov: topenie kovov, topenie snehu.
Molekuly alebo atómy, ktoré sú základom všetkých telies, sú v nekonečnom chaotickom pohybe. Pohyb molekúl v rôznych telách prebieha rôznymi spôsobmi. Molekuly plynov sa náhodne pohybujú vysokou rýchlosťou po veľmi zložitej trajektórii.Pri zrážke sa od seba odrazia, čím sa zmení veľkosť a smer rýchlostí.
Molekuly kvapaliny oscilujú okolo rovnovážnych polôh (pretože sú umiestnené takmer blízko seba) a pomerne zriedka preskakujú z jednej rovnovážnej polohy do druhej. Pohyb molekúl v kvapalinách je menej voľný ako v plynoch, ale voľnejší ako v pevných látkach.
V pevných látkach molekuly a atómy oscilujú okolo určitých priemerných polôh.
Keď teplota stúpa, rýchlosť častíc sa zvyšuje, Preto chaotický pohyb častíc sa zvyčajne nazýva tepelný.
zaujímavé:
Aká je presná výška Eiffelovej veže? A to závisí od okolitej teploty!
Faktom je, že výška veže kolíše až o 12 centimetrov.
a teplota lúčov môže dosiahnuť až 40 stupňov Celzia.
A ako viete, látky môžu expandovať pod vplyvom vysokej teploty.
Najdôležitejšou vlastnosťou tepelného pohybu je náhodnosť. Jedným z najdôležitejších dôkazov pohybu molekúl je difúzia a Brownov pohyb. (Brownov pohyb je pohyb najmenších pevných častíc v kvapaline pod vplyvom molekulárnych dopadov. Ako ukazuje pozorovanie, Brownov pohyb sa nemôže zastaviť). Brownov pohyb objavil anglický botanik Robert Brown (1773-1858).
Na tepelnom pohybe molekúl a atómov sa zúčastňujú absolútne všetky molekuly tela, preto sa so zmenou tepelného pohybu mení aj samotný stav tela, jeho rôzne vlastnosti.
Zvážte, ako sa vlastnosti vody menia s teplotou.
Telesná teplota priamo závisí od priemernej kinetickej energie molekúl. Vyvodíme jasný záver: čím vyššia je teplota telesa, tým väčšia je priemerná kinetická energia jeho molekúl. Naopak, pri znižovaní telesnej teploty klesá priemerná kinetická energia jeho molekúl.
Teplota - hodnota, ktorá charakterizuje tepelný stav telesa alebo inak miera "zahriatia" telesa.
Čím vyššia je teplota telesa, tým viac energie majú v priemere jeho atómy a molekuly.
Meria sa teplota teplomery, t.j. prístroje na meranie teploty
Teplota sa nemeria priamo! Nameraná hodnota závisí od teploty!
V súčasnosti existujú kvapalinové a elektrické teplomery.
V moderných kvapalinových teplomeroch je to objem alkoholu alebo ortuti. Teplomer meria svoju vlastnú teplotu! A ak chceme teplomerom merať teplotu nejakého iného telesa, musíme nejaký čas počkať, kým sa teploty telesa a teplomera vyrovnajú, t.j. dôjde k tepelnej rovnováhe medzi teplomerom a telom. Domáce teplomer "teplomer" potrebuje čas, aby dal presnú hodnotu teploty pacienta.
Toto je zákon tepelnej rovnováhy:
pre akúkoľvek skupinu izolovaných telies sa po určitom čase teploty stanú rovnakými,
tie. nastáva tepelná rovnováha.
Telesná teplota sa meria teplomerom a najčastejšie sa vyjadruje v pojmoch stupne Celzia(°C). Existujú aj ďalšie jednotky merania: Fahrenheit, Kelvin a Réaumur.
Väčšina fyzikov meria teplotu na Kelvinovej stupnici. 0 stupňov Celzia = 273 stupňov Kelvina
1. V roku 1827 si anglický botanik R. Brown pri štúdiu peľových častíc suspendovaných vo vode mikroskopom všimol, že tieto častice sa pohybujú náhodne; zdá sa, že sa trasú vo vode.
Dôvod pohybu peľových častíc sa dlho nepodarilo vysvetliť. Sám Brown na začiatku navrhol, aby sa presťahovali, pretože sú nažive. Pohyb častíc sa snažili vysvetliť nerovnomerným zahrievaním rôznych častí nádoby, prebiehajúcimi chemickými reakciami atď. Až oveľa neskôr pochopili skutočnú príčinu pohybu častíc suspendovaných vo vode. Dôvodom je pohyb molekúl.
Molekuly vody, v ktorých sa nachádza peľová častica, sa pohybujú a narážajú na ňu. V tomto prípade na časticu z rôznych strán narazí nerovnaký počet molekúl, čo vedie k jej pohybu.
Nech sa v okamihu času \ (t_1 \) vplyvom nárazov molekúl vody častica presunie z bodu A do bodu B. V ďalšom časovom bode narazí na časticu väčší počet molekúl z druhého. strane, a smer jej pohybu sa mení, pohybuje sa od t.v t.C. Pohyb častice peľu je teda dôsledkom pohybu a dopadov molekúl vody na ňu, v ktorej sa peľ nachádza ( Obr. 65). Podobný jav možno pozorovať, ak sa častice farby alebo sadzí umiestnia do vody.
Obrázok 65 ukazuje trajektóriu peľovej častice. Je vidieť, že nemožno hovoriť o nejakom konkrétnom smere jeho pohybu; neustále sa to mení.
Keďže pohyb častice je dôsledkom pohybu molekúl, môžeme konštatovať, že molekuly sa pohybujú náhodne (chaoticky). Inými slovami, nie je možné určiť konkrétny smer, ktorým sa pohybujú všetky molekuly.
Pohyb molekúl sa nikdy nezastaví. Dá sa povedať, že áno nepretržite. Nepretržitý náhodný pohyb atómov a molekúl sa nazýva tepelný pohyb. Tento názov je určený skutočnosťou, že rýchlosť pohybu molekúl závisí od teploty tela.
Keďže telesá pozostávajú z veľkého počtu molekúl a pohyb molekúl je náhodný, nie je možné presne povedať, koľko dopadov tá či oná molekula zažije od ostatných. Preto hovoria, že poloha molekuly, jej rýchlosť v každom časovom okamihu náhodný. To však neznamená, že pohyb molekúl nie je v súlade s určitými zákonmi. Najmä, aj keď sú rýchlosti molekúl v určitom časovom bode rôzne, väčšina z nich má rýchlosti blízke určitej určitej hodnote. Zvyčajne, keď hovoríme o rýchlosti pohybu molekúl, majú na mysli priemerná rýchlosť\((v_(cp)) \) .
2. Z hľadiska pohybu molekúl možno vysvetliť taký jav ako difúzia.
Difúzia je fenomén prenikania molekúl jednej látky do medzier medzi molekulami inej látky.
V určitej vzdialenosti od flakónu cítime parfum. Je to spôsobené tým, že molekuly duchov, podobne ako molekuly vzduchu, sa pohybujú. Medzi molekulami sú medzery. Molekuly parfumu prenikajú do medzier medzi molekulami vzduchu a molekuly vzduchu do medzier medzi molekulami parfému.
Difúziu kvapalín možno pozorovať, ak sa roztok síranu meďnatého naleje do kadičky a na vrch sa naleje voda tak, aby medzi týmito kvapalinami bola ostrá hranica. Po dvoch-troch dňoch si všimnete, že hranica už nebude taká ostrá; za tyzden sa to uplne vymyje. Po mesiaci sa kvapalina stane homogénnou a bude sfarbená rovnako v celej nádobe (obr. 66).
V tomto experimente molekuly síranu meďnatého prenikajú do medzier medzi molekulami vody a molekuly vody do medzier medzi molekulami síranu meďnatého. Treba mať na pamäti, že hustota síranu meďnatého je väčšia ako hustota vody.
Experimenty ukazujú, že k difúzii v plynoch dochádza rýchlejšie ako v kvapalinách. Je to spôsobené tým, že plyny majú nižšiu hustotu ako kvapaliny, t.j. molekuly plynu sa nachádzajú vo veľkých vzdialenostiach od seba. V pevných látkach dochádza k difúzii ešte pomalšie, pretože molekuly pevných látok sú ešte bližšie k sebe ako molekuly kvapalín.
V prírode, technike, každodennom živote možno nájsť množstvo javov, v ktorých sa difúzia prejavuje: farbenie, lepenie atď. Difúzia má v živote človeka veľký význam. Najmä v dôsledku difúzie sa kyslík do ľudského tela dostáva nielen cez pľúca, ale aj cez kožu. Z rovnakého dôvodu prechádzajú živiny z čriev do krvi.
Rýchlosť difúzie závisí nielen od stavu agregácie látky, ale aj od teploty.
Ak si na difúzny experiment pripravíte dve nádoby s vodou a modrou vitriolom a jednu z nich vložíte do chladničky a druhú necháte v miestnosti, zistíte, že pri vyššej teplote bude difúzia prebiehať rýchlejšie. Je to preto, že keď teplota stúpa, molekuly sa pohybujú rýchlejšie. Teda rýchlosť molekúl
a telesná teplota spolu súvisia.
Čím väčšia je priemerná rýchlosť pohybu molekúl tela, tým vyššia je jeho teplota.
3. Molekulárna fyzika na rozdiel od mechaniky študuje systémy (telesá) pozostávajúce z veľkého počtu častíc. Tieto orgány môžu byť rôzne štátov.
Veličiny charakterizujúce stav sústavy (telesa) sa nazývajú stavové parametre. Medzi parametre stavu patrí tlak, objem, teplota.
Možný je taký stav systému, pri ktorom parametre, ktoré ho charakterizujú, zostanú pri absencii vonkajších vplyvov ľubovoľne dlho nezmenené. Tento stav sa nazýva tepelná rovnováha.
Takže objem, teplota, tlak kvapaliny v nádobe, ktorá je v tepelnej rovnováhe so vzduchom v miestnosti, sa nezmení, ak na to neexistujú žiadne vonkajšie dôvody.
4. Stav tepelnej rovnováhy sústavy charakterizuje taký parameter ako teplota. Jeho zvláštnosťou je, že hodnota teploty vo všetkých častiach systému, ktorý je v stave tepelnej rovnováhy, je rovnaká. Ak striebornú lyžicu (alebo lyžicu vyrobenú z akéhokoľvek iného kovu) spustíte do pohára horúcej vody, lyžica sa zahreje a voda sa ochladí. Toto sa bude diať dovtedy, kým sa nedosiahne tepelná rovnováha, pri ktorej budú mať lyžica a voda rovnakú teplotu. V každom prípade, ak vezmeme dve rôzne zohriate telesá a privedieme ich do kontaktu, tak teplejšie teleso sa ochladí a chladnejšie sa zahreje. Po určitom čase sa systém pozostávajúci z týchto dvoch telies dostane do tepelnej rovnováhy a teplota týchto telies sa zhoduje.
Takže teplota lyžice a vody bude rovnaká, keď sa dostanú do tepelnej rovnováhy.
Teplota je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje tepelný stav telesa.
Takže teplota horúcej vody je vyššia ako studená; V zime je vonku teplota vzduchu nižšia ako v lete.
Jednotkou teploty je stupeň Celzia (°C). Meria sa teplota teplomer.
Zariadenie teplomeru a teda aj spôsob merania teploty je založený na závislosti vlastností telies od teploty, najmä na schopnosti telesa expandovať pri zahrievaní. V teplomeroch možno použiť rôzne telesá: kvapalné (alkohol, ortuť), pevné (kovy) a plynné látky. Nazývajú sa termometrické telesá. Termometrické teleso (kvapalné alebo plynné) sa vloží do trubice vybavenej stupnicou, privedie sa do kontaktu s telesom, ktorého teplota sa má merať.
Pri konštrukcii stupnice sa vyberú dva hlavné (referenčné, referenčné) body, ku ktorým sú priradené určité hodnoty teploty, a interval medzi nimi je rozdelený na niekoľko častí. Hodnota každej časti zodpovedá jednotke teploty na tejto stupnici.
5. Existujú rôzne teplotné stupnice. Jednou z najbežnejších stupníc v praxi je Celziova stupnica. Hlavnými bodmi tejto stupnice sú teplota topenia ľadu a bod varu vody pri normálnom atmosférickom tlaku (760 mm Hg). Prvému bodu bola priradená hodnota 0 °C a druhému 100 °C. Vzdialenosť medzi týmito bodmi bola rozdelená na 100 rovnakých častí a dostala stupnicu Celzia. Jednotkou teploty na tejto stupnici je 1°C. Okrem Celziovej stupnice je široko používaná teplotná stupnica, tzv absolútne(termodynamická) teplotná stupnica alebo Kelvinova stupnica. Pre nulu na tejto stupnici sa berie teplota -273 ° C (presnejšie -273,15 ° C). Táto teplota sa nazýva absolútna nula teploty a označuje sa 0 K. Jednotkou teploty je jeden kelvin (1 K); rovná sa 1 stupňu Celzia. V súlade s tým je teplota topenia ľadu na stupnici absolútnej teploty 273 K (273,15 K) a bod varu vody je 373 K (373,15 K).
Teplota na absolútnej stupnici je označená písmenom \ (T \) . Vzťah medzi absolútnou teplotou \((T) \) a teplotou v stupňoch Celzia \(((t)^\circ) \) je vyjadrený vzorcom:
\[ T=t^\circ+273 \]
Časť 1
1. Brownov pohyb častíc farby vo vode je dôsledkom
1) príťažlivosť medzi atómami a molekulami
2) odpudzovanie medzi atómami a molekulami
3) chaotický a nepretržitý pohyb molekúl
4) posunutie vodných vrstiev v dôsledku teplotného rozdielu medzi spodnou a hornou vrstvou
2. V ktorej z nasledujúcich situácií hovoríme o Brownovom pohybe?
1) náhodný pohyb prachových častíc vo vzduchu
2) šírenie pachov
3) oscilačný pohyb častíc v uzloch kryštálovej mriežky
4) translačný pohyb molekúl plynu
3. Čo znamenajú slová: „Molekuly sa pohybujú náhodne“?
A. Neexistuje žiadny preferovaný smer pohybu molekúl.
B. Pohyb molekúl nepodlieha žiadnym zákonom.
Správna odpoveď
1) len A
2) len B
3) A aj B
4) ani A, ani B
4. Na pozíciu molekulárno-kinetickej teórie štruktúry hmoty, na ktorú sa častice hmoty podieľajú, patrí súvislý chaotický pohyb
1) len pre plyny
2) iba tekutiny
3) len pre plyny a kvapaliny
4) na plyny, kvapaliny a pevné látky
5. Ktorá (y) poloha (y) molekulárno-kinetickej teórie štruktúry hmoty potvrdzuje fenomén difúzie?
A. Molekuly sú v nepretržitom chaotickom pohybe
B. Medzi molekulami sú medzery
Správna odpoveď
1) len A
2) len B
3) A aj B
4) ani A, ani B
6. Pri rovnakej teplote dochádza k difúzii v kvapalinách
1) rýchlejšie ako v pevných látkach
2) rýchlejšie ako v plynoch
3) pomalšie ako v pevných látkach
4) rovnakou rýchlosťou ako v plynoch
7. Označte dvojicu látok, ktorých rýchlosť difúzie je najmenšia, pričom všetky ostatné sú rovnaké
1) roztok síranu meďnatého a vody
2) éterové pary a vzduch
3) železné a hliníkové dosky
4) voda a alkohol
8. Voda vrie a pri 100°C sa mení na paru. Priemerná rýchlosť pohybu molekúl pary
1) sa rovná priemernej rýchlosti pohybu molekúl vody
2) viac ako je priemerná rýchlosť pohybu molekúl vody
3) menšia ako priemerná rýchlosť pohybu molekúl vody
4) závisí od atmosférického tlaku
9. Tepelný pohyb molekúl
1) zastaví sa pri 0 °С
2) zastaví sa pri 100 °C
3) nepretržite
4) má určitý smer
10. Voda sa ohrieva z izbovej teploty na 80°C. Čo sa stane s priemernou rýchlosťou molekúl vody?
1) klesá
2) zvyšuje
3) sa nemení
4) najprv sa zvýši a počnúc od určitej hodnoty teploty zostane nezmenená
11. Jeden pohár vody je na stole v teplej miestnosti, druhý je v chladničke. Priemerná rýchlosť molekúl vody v pohári v chladničke
1) sa rovná priemernej rýchlosti pohybu molekúl vody v pohári stojacom na stole
2) väčšia ako priemerná rýchlosť pohybu molekúl vody v pohári stojacom na stole
3) menšia ako priemerná rýchlosť pohybu molekúl vody v pohári stojacom na stole
4) rovná nule
12. Zo zoznamu tvrdení nižšie vyberte dva správne a zapíšte ich čísla do tabuľky
1) tepelný pohyb molekúl nastáva len pri teplote vyššej ako 0 °C
2) difúzia v pevných látkach je nemožná
3) príťažlivé a odpudivé sily pôsobia medzi molekulami súčasne
4) molekula je najmenšia častica látky
5) rýchlosť difúzie sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou
13. Do kabinetu fyziky sa priniesol vatový tampón namočený v parfume a nádoba, do ktorej sa nalial roztok síranu meďnatého (modrý roztok) a na vrch sa opatrne naliala voda (obr. 1). Zistilo sa, že vôňa parfumu sa v priebehu niekoľkých minút rozšírila po celom objeme celej skrinky, pričom hranica medzi dvoma tekutinami v nádobe zmizla až po dvoch týždňoch (obr. 2).
Vyberte z navrhovaného zoznamu dve tvrdenia, ktoré zodpovedajú výsledkom experimentálnych pozorovaní. Uveďte ich čísla.
1) Proces difúzie možno pozorovať v plynoch a kvapalinách.
2) Rýchlosť difúzie závisí od teploty látky.
3) Rýchlosť difúzie závisí od agregovaného stavu látky.
4) Rýchlosť difúzie závisí od typu kvapalín.
5) V pevných látkach je rýchlosť difúzie najnižšia.
Odpovede
Všetky molekuly akejkoľvek látky sa nepretržite a náhodne (chaoticky) pohybujú.
Pohyb molekúl v rôznych telách prebieha rôznymi spôsobmi.
Molekuly plynu sa náhodne pohybujú vysokou rýchlosťou (stovky m/s) v celom objeme plynu. Pri zrážke sa od seba odrazia, čím sa zmení veľkosť a smer rýchlostí.
Molekuly kvapaliny oscilujú okolo rovnovážnych polôh (pretože sú umiestnené takmer blízko seba) a pomerne zriedka preskakujú z jednej rovnovážnej polohy do druhej. Pohyb molekúl v kvapalinách je menej voľný ako v plynoch, ale voľnejší ako v pevných látkach.
V pevných látkach častice oscilujú okolo rovnovážnej polohy.
So zvyšovaním teploty sa zvyšuje rýchlosť častíc, preto sa chaotický pohyb častíc zvyčajne nazýva tepelný.
BROWNOVSKÝ POHYB
Dôkaz tepelného pohybu molekúl.
Brownov pohyb objavil anglický botanik Robert Brown (1773-1858).
Ak sa najmenšie zrná látky rozprášia na povrch kvapaliny,
budú stále v pohybe.
Tieto Brownove častice sa pohybujú pod vplyvom nárazov molekúl kvapaliny. Pretože Pretože tepelný pohyb molekúl je nepretržitý a náhodný pohyb, rýchlosť pohybu Brownových častíc sa bude náhodne meniť vo veľkosti a smere.
Brownov pohyb je večný a nikdy sa nezastaví.
POZRITE SA NA POLIČKU!
DOMÁCE LABORATÓRNE PRÁCE
1. Vezmite tri poháre. Do prvej nalejte vriacu vodu, do druhej teplú a do tretej studenú.
Do každého pohára vhoďte štipku granulovaného čaju. čo si si všimol?
2. Vezmite prázdnu plastovú fľašu, po vychladnutí spustite hrdlo do pohára s vodou a fľašu uchopte dlaňami, ale netlačte. Pozorujte niekoľko minút.
3. Na hrdlo tej istej, ale opäť vychladnutej fľaše dáme obrátený korok namočený vo vode a tiež ho zovrieme teplými dlaňami. Pozorujte niekoľko minút.
4. Do plytkej misky nalejte vodu do výšky 1 - 1,5 cm, vložte do nej pohár otočený hore dnom a predhriaty horúcou vodou. Pozorujte niekoľko minút.
Čakám na správu s vysvetleniami toho, čo som videl. kto je prvý?
TEPLOTA
Hodnota, ktorá charakterizuje tepelný stav tela, alebo inak miera „zahriatia“ tela.
Čím vyššia je teplota telesa, tým viac energie majú v priemere jeho atómy a molekuly.
Prístroje používané na meranie teploty sa nazývajú teplomery.
Princíp merania teploty.
Teplota sa nemeria priamo! Nameraná hodnota závisí od teploty!
V moderných kvapalinových teplomeroch je to objem alkoholu alebo ortuti (v Galileovom termoskope objem plynu). Teplomer meria svoju vlastnú teplotu! A ak chceme teplomerom zmerať teplotu nejakého iného telesa, musíme nejaký čas počkať, kým sa teploty telesa a teplomera vyrovnajú, t.j. dôjde k tepelnej rovnováhe medzi teplomerom a telom.
Toto je zákon tepelnej rovnováhy:
pre akúkoľvek skupinu izolovaných telies sa po určitom čase teploty stanú rovnakými,
tie. nastáva tepelná rovnováha
... 
ZAŽIITE DOMÁCI ZÁŽITOK
Vezmite tri umývadlá vody: jednu s veľmi horúcou vodou, druhú s mierne teplou vodou a tretiu s veľmi studenou vodou. Teraz krátko položte ľavú ruku do misky s horúcou vodou a pravú ruku do studenej vody. Po niekoľkých minútach vyberte ruky z horúcej a studenej vody a vložte ich do misky s teplou vodou. Teraz sa opýtajte každej ruky, čo vám „povie“ o teplote vody?
TEPLOMER - DIY
Vezmite malú sklenenú liekovku (v takýchto liekovkách v lekárňach predávajú napríklad brilantnú zelenú), korok (najlepšie gumu) a tenkú priehľadnú trubicu (môžete si vziať prázdnu priehľadnú tyčinku z guľôčkového pera).
Vytvorte dieru v korku a zatvorte fľaštičku. Vezmite kvapku tónovanej vody do trubice a vložte tyč do korku. Medzeru medzi korkom a tyčou dobre utesnite.
Teplomer je pripravený.
Teraz je potrebné ho nakalibrovať, t.j. urobiť mierku.
Je jasné, že keď sa vzduch v bubline zahreje, roztiahne sa a kvapka kvapaliny vystúpi do trubice. Vašou úlohou je označiť na tyči alebo na kartóne, ktorý je k nej pripevnený, dieliky zodpovedajúce rôznym teplotám.
Na absolvovanie si môžete vziať ďalší pripravený teplomer a oba teplomery spustiť do pohára teplej vody. Údaje teplomera sa musia zhodovať. Ak teda hotový teplomer ukazuje teplotu napríklad 40 stupňov, pokojne si na stopke svojho teplomera v mieste, kde sa nachádza kvapka tekutiny, môžete označiť 40. Voda v pohári vychladne a vy si tak budete môcť označiť meraciu stupnicu.
Teplomer môžete vyrobiť tak, že ho úplne naplníte kvapalinou.
A je to možné aj inak:
Vytvorte otvor vo uzávere plastovej fľaše a vložte tenkú plastovú hadičku.
Fľašu čiastočne naplňte vodou a pripevnite na stenu. Označte teplotnú stupnicu na voľnom konci trubice. Váhu môžete kalibrovať pomocou bežného izbového teplomeru.
Keď sa teplota v miestnosti zmení, voda sa zväčší alebo zmrští a hladina vody v trubici sa bude tiež „plaziť“ pozdĺž stupnice.
A môžete vidieť, ako teplomer funguje!
Uchopte fľašu rukami a zohrejte ju.
Čo sa stalo s hladinou vody v trubici?
TEPLOTA STUPNICE
Celziova stupnica – zaviedol ju švédsky fyzik A. Celsius v roku 1742. Označenie: C. Na stupnici sú kladné aj záporné teploty. Referenčné body: 0C - teplota topenia ľadu, 100C - bod varu vody.
Stupnicu Fahrenheita zaviedol holandský fúkač skla Fahrenheit v roku 1724. Označenie: F. Na stupnici sú kladné aj záporné teploty. Referenčné body: 32F je teplota topenia ľadu, 212F je teplota varu vody.
Réaumurovu stupnicu zaviedol francúzsky fyzik Réaumur v roku 1726. Označenie: R. Na stupnici sú kladné aj záporné teploty. Referenčné body: 0R - teplota topenia ľadu, 80R - bod varu vody.
Kelvinovu stupnicu zaviedol anglický fyzik Thomson (Lord Kelvin) v roku 1848. Označenie: K. Na stupnici sú len kladné teploty. Referenčné body: 0K - absolútna nula, 273K - teplota topenia ľadu. T = t + 273
TERMOSKOP
Prvýkrát zariadenie na určovanie teploty vynašiel Galileo v roku 1592. Malá sklenená fľaštička bola priletovaná k tenkej trubici s otvoreným koncom.
Balónik sa zahrieval ručne a koniec trubice bol ponorený do nádoby s vodou. Balónik sa ochladil na teplotu okolia a hladina vody v skúmavke stúpla. Tie. zmenou objemu plynu v nádobe bolo možné usudzovať na zmenu teploty. Tu ešte neexistovala číselná stupnica, preto sa takýto prístroj nazýval termoskop. Meracia stupnica sa objavila až po 150 rokoch!
VIEŠ
Najvyššia teplota na Zemi zaznamenaná v Líbyi v roku 1922 je +57,80C;
najnižšia teplota zaznamenaná na Zemi je -89,20C;
nad hlavou osoby je teplota vyššia ako teplota okolia o 1 - 1,50 С; priemerná teplota zvierat: kone - 380 C, ovce - 400 C, kurčatá - 410 C,
teplota v strede Zeme - 200 000 С;
teplota na povrchu Slnka - 6000 K, v strede - 20 miliónov stupňov.
Aká je teplota vnútrajška Zeme?
Predtým sa robili rôzne hypotetické predpoklady a robili sa výpočty, podľa ktorých bola teplota v hĺbke 15 km 100...400°C. Teraz superhlboká studňa Kola,
ktorý prekonal značku 12 km, dal presnú odpoveď na položenú otázku. Spočiatku (do 3 km) sa teplota zvyšovala o 1° na každých 100 m prieniku, potom bol tento nárast 2,5° na každých nových 100 m. V hĺbke 10 km sa teplota vnútra Zeme ukázala ako 180°C!
Veda a život
Do konca 18. storočia dosiahol počet vynájdených teplotných stupníc dve desiatky.
Talianski polárnici, ktorí podnikli expedíciu do Antarktídy, čelili úžasnej záhade. Neďaleko zálivu Ingle objavili ľadovú tiesňavu, kde neustále fúka superrýchle a superstudené vetry. Prúd vzduchu s teplotou mínus 90 stupňov sa rúti rýchlosťou 200 km za hodinu. Nie je prekvapujúce, že túto roklinu nazývali „bránou pekla“ – nikto tam nemôže byť bez ohrozenia života dlhšie ako jednu minútu: vietor nesie ľadové častice s takou silou, že okamžite roztrhá šaty na kúsky.
Rozbijeme si hlavy?
Náročné úlohy
1. Ako zmerať telesnú teplotu mravca klasickým teplomerom?
2. Existujú teplomery, ktoré využívajú vodu. Prečo sú takéto vodné teplomery nepohodlné na meranie teplôt blízkych bodu mrazu vody?
Čakanie na odpoveď (na lekcii alebo poštou)!
VIEŠ TO?
V skutočnosti švédsky astronóm a fyzik Celsius navrhol stupnicu, v ktorej bol bod varu vody označený číslom 0 a bod topenia ľadu číslom 100! "Ale v zime nebudú žiadne záporné čísla!" Celsius rád hovoril. Potom sa však mierka „prevrátila“.
· Teplota -40 stupňov Celzia sa presne rovná teplote -40 stupňov Fahrenheita. Toto je jediná teplota, pri ktorej sa tieto dve stupnice zbiehajú.
Kedysi vo fyzikálnych laboratóriách používali na meranie teploty takzvaný váhový teplomer. Pozostávala z dutej platinovej gule naplnenej ortuťou, ktorá mala kapilárny otvor. Zmena teploty sa posudzovala podľa množstva ortuti vytekajúcej z otvoru.
Ukazuje sa, že existuje plochý teplomer. Ide o „kus papiera“, ktorý sa priloží na čelo pacienta. Pri vysokých teplotách sa "papier" stáva červeným.
Naše zmysly, väčšinou spoľahlivé, môžu pri určovaní teploty zlyhať.Napríklad zážitok poznáme, keď jednu ruku ponoríme do horúcej vody a druhú do studenej. Ak sa po určitom čase obe ruky ponoria do teplej vody, ruka, ktorá bola predtým v horúcej vode, bude studená a ruka, ktorá bola v studenej vode, bude horúca!
Pojem teploty nie je použiteľný pre jednu molekulu. O teplote sa dá hovoriť iba vtedy, ak existuje dostatočne veľký súbor častíc.
Fyzici najčastejšie merajú teplotu na Kelvinovej stupnici: 0 stupňov Celzia = 273 stupňov Kelvina!
Najvyššia teplota.
Bol získaný v centre výbuchu termonukleárnej bomby - asi 300...400 miliónov °C. Maximálna teplota dosiahnutá v priebehu riadenej termonukleárnej reakcie vo fúznom testovacom zariadení TOKAMAK v Princeton Plasma Physics Laboratory, USA, v júni 1986, je 200 miliónov °C.
Najnižšia teplota.
Absolútna nula na Kelvinovej stupnici (0 K) zodpovedá -273,15 ° Celzia alebo -459,67 ° Fahrenheita. Najnižšiu teplotu, 2 10–9 K (dve miliardy stupňa) nad absolútnou nulou, dosiahla skupina vedcov v dvojstupňovom jadrovom demagnetizačnom kryostate v Laboratóriu nízkych teplôt Helsinskej technickej univerzity vo Fínsku. viedol profesor Olli Lounasmaa (nar. 1930), ktorý bol vyhlásený v októbri 1989.
Najmenší teplomer vôbec.
Dr Frederick Sacks, biofyzik zo Štátnej univerzity v New Yorku, Buffalo, USA, navrhol mikrotermometer na meranie teploty jednotlivých živých buniek. Priemer hrotu teplomera je 1 mikrón, t.j. 1/50 priemeru ľudského vlasu.
