Μέτρηση Θερμοκρασίας

Πώς ορίζεται η θερμοκρασία ως φυσικό μέγεθος;

Η θερμοκρασία ως φυσικό μέγεθος εκφράζει το πόσο θερμό (ζεστό) ή ψυχρό (κρύο) είναι ένα σώμα. Όταν ένα σώμα είναι θερμό, λέμε ότι έχει υψηλή θερμοκρασία, ενώ, όταν είναι ψυχρό, λέμε ότι έχει χαμηλή θερμοκρασία.

Μπορούμε να εκτιμήσουμε με τις αισθήσεις μας τη θερμοκρασία ενός σώματος;

Συχνά, όταν ερχόμαστε σε επαφή με ένα σώμα, μπορούμε να το χαρακτηρίσουμε ως ζεστό ή ως κρύο. Ωστόσο με την αίσθηση της αφής δεν μπορούμε να έχουμε μια αντικειμενική εκτίμηση για τη θερμοκρασία ενός σώματος.

Πως μετράμε την θερμοκρασία ενος σώματος;

Για να μετρήσουμε τη θερμοκρασία με επιστημονικό και αντικειμενικό τρόπο, χρησιμοποιούμε ειδικά όργανα, τα θερμόμετρα.

Ποια είναι τα πιο γνωστά θερμόμετρα και που στηρίζεται η λειτουργία τους;

Τα πιο γνωστά θερμόμετρα είναι τα θερμόμετρα του υδραργύρου και του οινοπνεύματος. Σε αυτά, όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, μεγαλώνει το μήκος της στήλης του υδραργύρου ή του οινοπνεύματος.

Ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης της θερμοκρασίας;

Υπάρχουν διάφορες κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας. Στην Ευρώπη έχει καθιερωθεί η κλίμακα Κελσίου, η οποία προσδιορίζεται από δύο σταθερές θερμοκρασίες.Το 0 (μηδέν) της κλίμακας Κελσίου (0^ο C) αντιστοιχεί στη θερμοκρασία στην οποία λιώνει ο πάγος.Το 100 της κλίμακας Κελσίου (100^ο C) αντιστοιχεί στη θερμοκρασία στην οποία βράζει το νερό στην επιφάνεια της θάλασσας.

Να αναφέρεις άλλες κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας;

Άλλες κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας είναι: η κλίμακα Κέλβιν, με μονάδα μέτρησης το 1 Κέλβιν (1 Κ),

η κλίμακα Φαρενάιτ, με μονάδα μέτρησης τον 1 βαθμό Φαρενάιτ (1^ο F).Η κλίμακα Φαρενάιτ χρησιμοποιείται και σήμερα στις ΗΠΑ.

Πως μπορούμε να μετατρέψουμε τους βαθμούς Κελσίου σε βαθμούς Κέλβιν;

Για να μετατρέψουμε τους βαθμούς Κελσίου (TC) σε «βαθμούς» Κέλβιν (TK), χρησιμοποιούμε την αριθμητική σχέση:

ΤK = TC + 273

Πως μπορούμε να μετατρέψουμε τους βαθμούς Κελσίου σε βαθμούς Φαρενάιτ;

Για να μετατρέψουμε τους βαθμούς της κλίμακας Κελσίου σε βαθμούς κλίμακας Φαρενάιτ, χρησιμοποιούμε τη σχέση:

TF = 32ο + 1,8 TC

όπου TF η θερμοκρασία σε βαθμούς Φαρενάιτ και TC η θερμοκρασία σε βαθμούς Κελσίου.

Πως μπορούμε να βαθμονομήσουμε ένα θερμόμετρο με βάση την κλίμακα Κελσίου;

2.Βυθίζουμε το θερμόμετρο σε ένα δοχείο με νερό που βράζει. Το σημείο στο οποίο θα σταθεροποιηθεί η στήλη του υδραργύρου (ένδειξη) το ορίζουμε ως 100 ^οC (σχήμα 2).

3.Χωρίζουμε το διάστημα ανάμεσα στις δύο τιμές σε 100 ίσα διαστήματα.Έτσι, η απόσταση ανάμεσα σε δύο διαδοχικές τιμές καθορίζεται ως μεταβολή ενός βαθμού Κελσίου.

4.Επεκτείνουμε, αν πρέπει, τη βαθμονόμηση και για τιμές πάνω από τους 100 oC (101, 102, 103, ... ^oC), καθώς και για τιμές κάτω από τους 0 oC (–1, –2, –3, – 4, ... ^oC), με βάση την απόσταση που προέκυψε ως μεταβολή ενός βαθμού Κελσίου.

Να αναφέρεις και άλλα ειδη θερμομέτρου που γνωρίζεις.

Εκτός από τα θερμόμετρα υδραργύρου και οινοπνεύματος, υπάρχουν και άλλα θερμόμετρα, όπως: μεταλλικά θερμόμετρα ή θερμόμετρα ελατηρίου,θερμόμετρα αερίου, θερμόμετρα ηλεκτρικής αντίστασης, πυρόμετρα,θερμόμετρα ακτινοβολίας, υδροθερμόμετρα.

Τι είναι η παράλλαξη;

Παράλλαξη είναι το σφάλμα ανάγνωσης μιας μέτρησης, το οποίο οφείλεται στην κακή οπτική γωνία από την οποία βλέπουμε το όργανο μέτρησης.

Ασκήσεις.

1. Η θερμοκρασία εκφράζει το πόσο ............................... ή ...............................είναι ένα σώμα.

2. Με την ....................... της αφής δεν μπορούμε να έχουμε μια .......................εκτίμηση για τη ....................... ενός σώματος.

3. Τα πιο γνωστά θερμόμετρα είναι τα θερμόμετρα του ....................... και του ....................... . Σε αυτά, όταν ....................... η θερμοκρασία, μεγαλώνει το μήκος της στήλης του υδραργύρου ή του οινοπνεύματος.

4. Υπάρχουν διάφορες ....................... μέτρησης της θερμοκρασίας. Στην Ευρώπη έχει καθιερωθεί η .............................. ..............................., η οποία προσδιορίζεται από δύο .............................. θερμοκρασίες.

5. Το 0 (μηδέν) της ................................................. Κελσίου αντιστοιχεί στη....................................... στην οποία ........................... ο ................................. .

6. Το 100 της .............................. Κελσίου αντιστοιχεί στη ...............................στην οποία .............................. το .............................. στην ..............................της θάλασσας.

7. Άλλες κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας είναι η ....................................................., με μονάδα μέτρησης το 1 Κ, και η ............................................, με μονάδα μέτρησης τον 1 oF.

8. Παράλλαξη είναι το .............................. ανάγνωσης μιας ..............................,το οποίο οφείλεται στην .............................. οπτική .............................. από την οποία βλέπουμε το .............................. μέτρησης.

9. Πώς ορίζεται η θερμοκρασία ως φυσικό μέγεθος;

10 .Μπορούμε να έχουμε με τις αισθήσεις μας μια ακριβή εκτίμηση για τη θερμοκρασία ενός σώματος;

11. Πώς μετράμε αντικειμενικά τη θερμοκρασία;

12. Ποια είναι τα πιο γνωστά θερμόμετρα και πού στηρίζεται η λειτουργία τους;

13. Ποια κλίμακα μέτρησης θερμοκρασιών χρησιμοποιείται στην Ευρώπη; Ποιες είναι οι δύο σταθερές θερμοκρασίες από τις οποίες προσδιορίζεται;

14 .Να αναφέρεις δύο ακόμα κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας.

15. Να γράψεις την αριθμητική σχέση με την οποία μετατρέπουμε τους βαθμούς Κελσίου σε Κέλβιν.

16. Πώς μπορούμε να βαθμονομήσουμε ένα θερμόμετρο με βάση την κλίμακα Κελσίου;

17. Να αναφέρεις τρία ακόμα είδη θερμομέτρων (εκτός από τα θερμόμετρα υδραργύρου και οινοπνεύματος).

18. Τι είναι η παράλλαξη;

19. Να κάνεις τις παρακάτω μετατροπές μονάδων θερμοκρασίας:

α. Τους 37 ^oC σε Κ.

β. Τα 500 Κ σε ^oC

20. Να μετατρέψεις:

α. τους 50 ^oC σε ^oF,

β. τους 50 ^oF σε ^oC.