самое прибыльное вложение денег

 

Физичка - готовые домашние задания по физике Школьный курс по программе 2017-2018 учебного года

§1 ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ. ТЕМПЕРАТУРА  И ЕЕ ИЗМЕРЕНИЕ

Упражнение №1

1.Приведите примеры тел, находящихся в состоянии теплового равновесия. Поясните свой ответ.

Если между телами не происходит передача тепла, значит, такие тела находятся в тепловом равновесии. Примером таких тел могут быть:

- карандаш на столе: температура карандаша и стола одинаковая и, значит, они находятся в состоянии равновесия;

- продукты в холодильнике, после того как они охладились до нужной температуры также находятся в состоянии равновесия;

- телефон в кармане нагревается до температуры тела и затем становится в состоянии теплового равновесия с вами.

 

2. Вспомните устройство и принцип действия жидкостного термометра и объясните, что больше расширяется при нагревании — стекло или жидкость?

Жидкость больше расширяется при нагревании, чем стекло, поскольку ее расширение показывает температуру на шкале. Если бы стекло значительно расширялось при нагреве, - это в худшую сторону сказалось бы на точности термометра.

 

3. Почему размеры термометра должны быть небольшими по сравнению с размерами тела, температуру которого измеряют?

Термометр всегда показывает собственную температуру. Поскольку температура  измеряемого тела отлична от температуры термометра, - при их контакте произойдет теплообмен. Если термометр был бы большим по сравнению с измеряемым телом, - измеряемое тело значительно изменило бы свою температуру, и показанный на термометре результат был бы неточным.

 

4. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте об истории создания термометров и разных температурных шкал (Фаренгейта, Реомюра и т. д.). Подготовьте краткое сообщение.

Информация взята с сайта:   http://www.gc-bars.ru/articles/5.htm

До изобретения такого обыденного и простого для нашей повседневной жизни измерительного прибора как термометр о тепловом состоянии люди могли судить только по своим непосредственным ощущениям: тепло или прохладно, горячо или холодно.

История термодинамики началась, когда в 1592 году Галилео Галилей создал первый прибор для наблюдений за изменениями температуры, назвав его термоскопом. Термоскоп представлял собой небольшой стеклянный шарик с припаянной стеклянной трубкой. Шарик нагревали, а конец трубки опускали в воду. Когда шарик охлаждался, давление в нем уменьшалось, и вода в трубке под действием атмосферного давления поднималась на определенную высоту вверх. При потеплении уровень воды в трубки опускался вниз. Недостатком прибора было то, что по нему можно было судить только об относительной степени нагрева или охлаждения тела, так как шкалы у него еще не было.

Позднее флорентийские ученые усовершенствовали термоскоп Галилея, добавив к нему шкалу из бусин и откачав из шарика воздух.

В 17 веке воздушный термоскоп был преобразован в спиртовой флорентийским ученым Торричелли. Прибор был перевернут шариком вниз, сосуд с водой удалили, а в трубку налили спирт. Действие прибора основывалось на расширении спирта при нагревании, - теперь показания не зависели от атмосферного давления. Это был один из первых жидкостных термометров.

На тот момент показания приборов еще не согласовывались друг с другом, поскольку никакой конкретной системы при градуировке шкал не учитывалось. В 1694 году Карло Ренальдини предложил принять в качестве двух крайних точек температуру таяния льда и температуру кипения воды.

В 1714 году Д. Г. Фаренгейт изготовил ртутный термометр. На шкале он обозначил три фиксированные точки: нижняя, 32 °F - температура замерзания солевого раствора, 96 ° - температура тела человека, верхняя 212 ° F - температура кипения воды. Термометром Фаренгейта пользовались в англоязычных странах вплоть до 70-х годов 20 века, а в США пользуются и до сих пор.

Еще одна шкала была предложена французским ученым Реомюром в 1730 году. Он делал опыты со спиртовым термометром и пришел к выводу, что шкала может быть построена в соответствии с тепловым расширением спирта. Установив, что применяемый им спирт, смешанный с водой в пропорции 5:1, расширяется в отношении 1000:1080 при изменении температуры от точки замерзания до точки кипения воды, ученый предложил использовать шкалу от 0 до 80 градусов. Приняв за 0 ° температуру таяния льда, а за 80 ° температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

В 1742 году шведский ученый Андрес Цельсий предложил шкалу для ртутного термометра, в которой промежуток между крайними точками был разделен на 100 градусов. При этом сначала температура кипения воды была обозначена как 0 °, а температура таяния льда как 100 °. Однако в таком виде шкала оказалась не очень удобной, и позднее астрономом М. Штремером и ботаником К. Линнеем было принято решение поменять крайние точки местами.

М. В. Ломоносовым был предложен жидкостный термометр, имеющий шкалу со 150 делениями от точки плавления льда до точки кипения воды. И. Г. Ламберту принадлежит создание воздушного термометра со шкалой 375 °, где за один градус принималась одна тысячная часть расширения объема воздуха. Были также попытки создать термометр на основе расширения твердых тел. Так в 1747 голландец П. Мушенбруг использовал расширение железного бруска для измерения температуры плавления ряда металлов.

К концу 18 века количество различных температурных шкал значительно увеличилось. По данным «Пилометрии» Ламберта на тот момент их насчитывалось 19.

Температурные шкалы, о которых шла речь выше, отличает то, что точка отсчета для них была выбрана произвольно. В начале 19 века английским ученым лордом Кельвином была предложена абсолютная термодинамическая шкала. Одновременно Кельвин обосновал понятие абсолютного нуля, обозначив им температуру, при которой прекращается тепловое движение молекул. По Цельсию это -273,15 °С.

Такова основная история возникновения термометра и термометрических шкал. На сегодняшний день используются термометры со шкалой Цельсия, Фаренгейта (в США), а также со шкалой Кельвина в научных исследованиях. В настоящее время температуру измеряют с помощью приборов, действие которых основано на различных термометрических свойствах жидкостей, газов и твердых тел. И если в 18 веке был настоящий «бум» открытий в области систем измерения температуры, то с прошлого века началась новая пора открытий в области способов измерения температуры. Сегодня существует множество устройств, применяемых в промышленности, в быту, в научных исследованиях – термометры расширения и лабораторное оборудование, термоэлектрические и термометры сопротивления, а также пирометрические термометры, позволяющие измерять температуру бесконтактным способом.

 

5. Определите цену деления шкал и показания термометров на рис. 1.3, а, б.

На рисунке 1.3 а цена деления шкалы термометра 10 Цельсия. Показания на термометре 220  Цельсия. На рисунке 1.3 б цена деления 50 Цельсия. Показания на термометре 150  Цельсия.

Контактный e-mail: support@fizichka.in.ua