Fórmula de l'escala de temperatura i calibratge del termòmetre

Exemples de preguntes i fórmules per a escales de temperatura i calibratge de termòmetres

Escala de temperatura

1. La temperatura de l'aigua tèbia segons l'escala del termòmetre Celsius és de 45. Segons l'escala Fahrenheit, aquesta temperatura és...

A. 25
B. 57
C. 81
D. 113

Discussió
Se sap que:
T_C = 45^oC
Preguntat: T._F = … ^oF?
Resposta:

La resposta correcta és D.

2. Un termòmetre inusual utilitza una escala de mesura amb un punt de congelació de l'aigua de -15^oS i el punt d'ebullició de l'aigua +60^oS. Si el termòmetre mostra un valor de 10oS, el valor de la temperatura en l'escala Fahrenheit és….

A. 28^o
B. 35^o
C. 57^o
D. 92^o

Discussió
Se sap que:
Punt de congelació de l'aigua = -15^oS
Punt d'ebullició de l'aigua = +60^oS
Preguntat: 10^oS = …..^oF
Resposta:
A l'escala Fahrenheit, el punt de congelació de l'aigua és de 32^oF i el punt d'ebullició de l'aigua és de 212^oF. Hi ha una diferència de 212 entre el punt de congelació i el punt d'ebullició de l'aigua.^o - 32^o = 180^o.
A l'escala Celsius, el punt de congelació de l'aigua és 0^oC i el punt d'ebullició de l'aigua és de 100^oC. Hi ha una diferència de 100 °C entre el punt de congelació i el punt d'ebullició de l'aigua.^o - 0^o = 100^o.
A l'escala S, el punt de congelació de l'aigua és de -15^oS i el punt d'ebullició de l'aigua és de 60^oHi ha una diferència de 60 graus entre el punt de congelació i el punt d'ebullició de l'aigua.^o – (-15^o) = 60^o + 15^o = 75^o.

Converteix l'escala S a l'escala Celsius:

Converteix l'escala Celsius a Fahrenheit:

La resposta correcta és D.

Calibratge del termòmetre

3. S'utilitzarà un tub de vidre ple d'alcohol com a termòmetre. L'alçada de la columna d'alcohol quan l'extrem del tub entra en contacte amb gel fos i aigua bullent és de 4 cm i 28 cm, respectivament. La temperatura de l'aigua que fa que l'alçada de la columna d'alcohol sigui de 16 cm és... ^oC
A. 67,7
B. 50
C. 16
D. 12
Discussió
Se sap que:
L'alçada de la columna d'alcohol quan l'extrem de la canonada entra en contacte amb gel fos = 4 cm
L'alçada de la columna d'alcohol quan l'extrem de la canonada entra en contacte amb aigua bullent = 28 cm
Pregunta: La temperatura de l'aigua que fa que la columna d'alcohol tingui 16 cm d'alçada és... ^oC
Resposta:
La temperatura a la qual es fon el gel (el gel s'està fonent) és 0^oC de manera que l'alçada de la columna d'alcohol sigui de 4 cm, equivalent a 4^oC. La temperatura de l'aigua bullent és de 100^oC de manera que l'alçada de la columna d'alcohol sigui de 28 cm, equivalent a 100^oC.

La diferència en l'alçada de la columna d'alcohol és de 28 cm – 4 cm = 24 cm.
La diferència en l'escala de temperatura Celsius és de 100^oC - 0^oC = 100^oC.

100^oC / 24 cm = 4,17 ^oC/cm
Així doncs, una columna d'alcohol d'1 cm d'alçada equival a 4,17 ^oC.

Quan l'alçada de la columna d'alcohol és de 4 cm, la temperatura de l'aigua és de 0^oC. Si l'alçada de la columna d'alcohol és de 16 cm, quina és la temperatura de l'aigua en graus Celsius? 16 cm – 4 cm = 12 cm. Per tant, 12 x 4,17 = 50,04 ^oC.
La resposta correcta és B.

4. El que no cal per determinar l'escala del termòmetre és….
A. punt fix superior
B. punt d'ebullició
C. punt fix inferior
D. amplada de l'escala
Discussió
El que cal per determinar l'escala del termòmetre és el punt fix superior (punt d'ebullició) i el punt fix inferior (punt de congelació). Per tant, el que no cal per determinar l'escala del termòmetre basant-se en la pregunta anterior és l'amplada de l'escala.
La resposta correcta és D.

5. Un termòmetre no graduat conté mercuri. Quan es col·loca en gel, la columna de mercuri fa 5 cm de llargada i quan es col·loca en aigua bullent, la columna de mercuri fa 30 cm de llargada. Quan el termòmetre mostra 25^oC la longitud de la columna de mercuri és….
A. 6,25 cm
B. 10,25 cm
C. 11,25 cm
D. 22,50 cm
Discussió
Se sap que:
La longitud de la columna de mercuri quan s'insereix en gel fos = 5 cm
Longitud de la columna de mercuri quan es col·loca en aigua bullent = 30 cm
Pregunta: La longitud de la columna de mercuri quan el termòmetre marca 25^oC
Resposta:
La temperatura de fusió del gel (el gel s'està fonent) és 0^oC, per tant, la longitud de la columna de mercuri és de 5 cm, que equival a 0^oC. La temperatura de l'aigua bullent és de 100^oC, per tant, la longitud de la columna de mercuri és de 30 cm, que equival a 100^oC.

La diferència en la longitud de la columna de mercuri és de 30 cm – 5 cm = 25 cm.
La diferència en l'escala de temperatura Celsius és de 100^oC - 0^oC = 100^oC.

25 cm / 100^oC = 0,25 cm / ^oC
Si la columna de mercuri augmenta en 0,25 cm, equival a augmentar la temperatura de l'aigua en 1 oC.

Quan la temperatura de l'aigua és 0^oC, la longitud de la columna de mercuri és de 5 cm. Per tant, si la temperatura de l'aigua és de 25^oC, aleshores la longitud de la columna de mercuri és de 5 cm + (0,25 x 25) = 5 cm + 6,25 cm = 11,25 cm.
La resposta correcta és C.