Temperatūra ir jos matavimas
Pamokos veikla.
Susipažįsta su temperatūros žymėjimu, matavimo vienetais, prietaisu. Sprendžia uždavinius.
Temperatūros žymėjimas, matavimas. Kartotinių ar dalinių vienetų vertimas pagrindiniais SI vienetais. Uždavinių sprendimas.
Perskaityti Temperatūra ir jos matavimas (10 psl.). Atlikti 1-13 užduotis (13 psl.). Gali paruošti pranešimą „Temperatūros matavimo prietaisai“.
Temperatūros sąvoka
Iš patyrimo žinome, kad vieni kūnai šiltesni, kiti – šaltesni, kad sušyla ir atvėsta oras, kad liepsna degina ir t.t. Kūnų šilumą ar šaltumą dažniausiai patiriame savo pojūčiais. Tačiau ar visada galime jais pasikliauti?
Bandymas. Iš pradžių dešinę ranką panardinkime į karštą vandenį, kairę - į šaltą, paskui abi rankas - į drungną vandenį. Kairei rankai dabar jis bus šiltas, dešinei - šaltas.
1 pavyzdys. Maudantis šaltą vasaros dieną ežere, upėje ar jūroje, vanduo atrodo šiltesnis negu karštą dieną.
2 Pavyzdys. Jeigu paliestume ranka tame pačiame kambaryje laikomus du daiktus – medinį ir geležinį, tai medinis atrodytų šiltesnis už geležinį.
3 Pavyzdys. Rūsyje vasarą mums vėsu, o žiemą – šilta, nors temperatūra jame visada beveik pastovi.
Bandymas ir pavyzdžiai rodo, kad žmogus negali objektyviai įvertinti šiluminės kūnų
Būsenos, apibūdinamos fizikiniu dydžiu – temperatūra (lot. temperatūra – normalioji būsena). Todėl buvo sukurti prietaisai temperatūrai matuoti.
Temperatūros žymėjimas t Temperatūros pagrindinis (SI) matavimo vienetas [ oK ]
Temperatūros matavimo prietaisas -TERMOMETRAS
Gyvsidabrio termometrą sudaro: 1 – rezervuaras, 2 – kapiliaras, 3 – skalė
Termometrai (gr. thermos – šiltas, karštas+ metron – matas). Jų veikimas pagrįstas kaitinamų kūnų tūrio kitimu.
Labiausiai paplitę yra skysčio termometrai. Tai plonas stiklinis vamzdelis su rezervuaru apačioje.
Jame ir dalyje vamzdelio yra termometrinio skysčio (gyvsidabrio, alkoholio ir kt.).
Tokio termometro skalėje gerai matyti, kaip vamzdelyje plečiasi arba traukiasi skystis.
Kylant temperatūrai skysčio stulpelis ilgėja, krintant – trumpėja.
Parenkant termometrus, atsižvelgiama į tai, kokioms temperatūroms matuoti skiriamas matuoti.
Mat labai svarbu, kad žemos temperatūros sąlygomis tas skystis neužšaltų.
Pavyzdžiui, gyvsidabrio termometrais matuojama temperatūra nuo – 30 oC iki 300oC,
alkoholio termometrais – nuo - 70oC iki 70 oC, o pentino termometrais – nuo - 200oC iki 800oC.
Konstruojant termometrus, iškilo problema – ką laikyti temperatūros atskaitos pradžia. Pasirinkta tirpstančio ledo temperatūra. Iš pradžių termometras buvo įdėtas į tirpstantį ledą, paskui – į verdantį vandenį. Abiem atvejais pažymėta termometrinio skysčio stulpelio viršutinės dalies padėtis. Be to, pastebėta, kad kaitinamo skysčio stulpelio viršutinės dalies padėtis. Be to, pastebėta, kad kaitinamo skysčio tūris kinta tolygiai. Remdamasis šiuo dėsningumu, švedų astronomas ir fizikas Andersas Celsijus (A. Celsius, 1701-744) tarpą tarp ledo tirpimo ir vandens virimo taškų padalijo į 100 lygių dalių. Taigi ledo tirpimo temperatūra yra 0oC, o vandens virimo - 100oC
Žemesnė už 0oC temperatūra laikoma neigiama ir žymima „-“ (minuso) ženklu, o aukštesnė už 0oC – teigiama, tačiau „+“ (pliuso) ženklas paprastai nerašomas.
Žmogaus kūno temperatūra matuojama medicininiu termometru. Nuo kitų jis iš esmės skiriasi tuo, kad matavimo rezultatus galima matyti ir praėjus ilgesniam laikui. Mat gyvsidabrio vamzdelis prie rezervuaro baigiasi susiaurėjimu, pro kurį negali laisvai sugrįžti į pradinę padėtį matavimo metu pakilęs gyvsidabris. Dėl to, prieš matuojant temperatūrą, termometrą reikia nukrėsti, kad gyvsidabris sutekėtų i rezervuarą.
Kartais naudojamas bimetalinis termometras. Jį padaryti nesunku. Reikia ilgą (kad rodykle daugiau nukryptų) bimetalinę plokštelę susukti spirale, prie jos galo pritvirtinti rodyklę, o ties rodykle dar įtaisyti skalę. šildama spiralė plečiasi, vėsdama – traukiasi. Skalė sugraduojama, šio termometro rodmenis lyginant su skysčio termometro rodmenimis.
Temperatūros matavimas
Matuojant kūno temperatūrą, svarbu laikytis toliau išvardytų taisyklių.
Termometro rezervuaras turi liesti kūną, kurio temperatūra matuojama.
Termometro rodmuo fiksuojamas tada, kai skysčio stulpelis nustoja kilti arba kristi.
Fiksuojant rodmenį, negalima atitraukti termometro nuo matuojamo kūno. Šios taisyklės nesilaikoma matuojant temperatūrą medicininiu termometru.
Kai matuojama temperatūra, termometro neturi veikti tiesioginiai saulės spinduliai, šilto ar šalto oro srautai, nes jie gali iškreipti rodmenis.
Į termometro skalę reikia žiūrėti statmenai.
Negalima matuoti temperatūros termometru, nepritaikytu šiai temperatūrai matuoti. Pavyzdžiui, gyvsidabrio termometras netinka žemesnei nei -38,8 0C temperatūrai matuoti, nes užšąla gyvsidabris.
Temperatūra gali būti matuojama:
Kelvinais oK
K = ... oC + 273,16
1 oC = ... K - 273,16
1 oC = 5/4 · ...oR
1 oC = (5/9)·(... oF - 32)
