Η βαθμονόμηση του θερμομέτρου είναι η διαδικασία δημιουργίας μιας κλίμακας σε ένα θερμόμετρο. Ακολουθούν ορισμένα βήματα για τη βαθμονόμηση ενός θερμομέτρου . Πρώτον , ετοιμάστε ένα θερμόμετρο υδραργύρου ή ένα θερμόμετρο αλκοόλης χωρίς ζυγαριά. Δεύτερον , ετοιμάστε αρκετό πάγο. Τρίτον , ετοιμάστε αρκετό νερό. Τέταρτον , ετοιμάστε έναν θερμοσίφωνα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βράσει το νερό. Πέμπτον , βάλτε πάγο και νερό σε ένα δοχείο (το νερό και ο πάγος έχουν την ίδια μάζα). Στη συνέχεια, τοποθετήστε το θερμόμετρο στο δοχείο που περιέχει το νερό και τον πάγο.
Φυσική Λυκείου
Άρθρα φυσικής για φυσικά φαινόμενα κ.λπ. που σχετίζονται με τη φυσική.
Ορισμός του θερμομέτρου
Ένα θερμόμετρο είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της θερμοκρασίας . Υπάρχουν πολλοί τύποι θερμομέτρων, αλλά όλα λειτουργούν με την ίδια αρχή. Συνήθως, χρησιμοποιούμε θερμομετρικά υλικά, ιδιότητες που αλλάζουν με τη θερμοκρασία. Εάν αλλάξει η θερμοκρασία ενός αντικειμένου, αλλάζουν επίσης το σχήμα και το μέγεθός του. Τα περισσότερα θερμόμετρα χρησιμοποιούν υλικά που διαστέλλονται ή συστέλλονται με τις αλλαγές στη θερμοκρασία.
Μηδενικός νόμος της θερμοδυναμικής
Μηδενικός Νόμος της Θερμοδυναμικής Υλικών
Μέχρι στιγμής, έχουμε εξετάσει μόνο τη θερμική ισορροπία που βιώνουν δύο αντικείμενα σε επαφή. Για να κατανοήσουμε την έννοια της θερμικής ισορροπίας σε μεγαλύτερο βάθος, ας εξετάσουμε τρία αντικείμενα (ας τα ονομάσουμε αντικείμενο Α, αντικείμενο Β και αντικείμενο Γ). Για παράδειγμα, τα αντικείμενα Β και Γ δεν εφάπτονται μεταξύ τους, αλλά το αντικείμενο Α έρχεται σε επαφή με το αντικείμενο Β και το αντικείμενο Α έρχεται σε επαφή με το αντικείμενο Γ. Παρατηρήστε την παρακάτω εικόνα.
Επειδή εφάπτονται μεταξύ τους, τα αντικείμενα Α και Β βρίσκονται σε θερμική ισορροπία, και ομοίως τα αντικείμενα Α και C βρίσκονται σε θερμική ισορροπία. Είναι τα αντικείμενα Β και C, τα οποία δεν εφάπτονται μεταξύ τους, επίσης σε θερμική ισορροπία;
Θερμική ισορροπία
Υλικό Θερμικής Ισορροπίας
Έχετε πιει ποτέ παγωμένο τσάι; Το παγωμένο τσάι παρασκευάζεται αναμειγνύοντας ζεστό νερό τσαγιού και πάγο. Αφού ανακατευτεί ή αφεθεί να καθίσει για λίγα δευτερόλεπτα ή λεπτά, το μείγμα ζεστού νερού τσαγιού και πάγου μετατρέπεται σε δροσερό παγωμένο τσάι. Το ζεστό νερό τσαγιού έχει υψηλότερη θερμοκρασία, ενώ ο πάγος έχει χαμηλότερη θερμοκρασία. Όταν το ζεστό νερό τσαγιού αναμειγνύεται με πάγο σε ένα δοχείο όπως ένα ποτήρι, μέρος της θερμότητας από το ζεστό νερό μεταφέρεται στον πάγο, έτσι ώστε η θερμοκρασία του παγωμένου τσαγιού να είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του ζεστού νερού και υψηλότερη από τη θερμοκρασία του πάγου.
Μεταφορά θερμότητας με ακτινοβολία
Πώς νιώθετε αν φοράτε μαύρα ρούχα μια ζεστή μέρα ή όταν γυμνάζεστε κατά τη διάρκεια της ημέρας; Συγκρίνετε το με όταν φοράτε λευκά ρούχα; Αν φοράτε μαύρα ρούχα κατά τη διάρκεια της ημέρας, θα ζεσταθείτε εύκολα. Γιατί συμβαίνει αυτό; Η απόσταση μεταξύ ήλιου και γης το πρωί είναι σχεδόν η ίδια με την απόσταση μεταξύ ήλιου και γης το μεσημέρι και το βράδυ. Γιατί λοιπόν είναι πιο δροσερά το πρωί και το βράδυ και πιο ζεστά το απόγευμα; Η απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα σχετίζεται με τη μεταφορά θερμότητας μέσω ακτινοβολίας.
Μεταφορά θερμότητας μέσω αγωγιμότητας
Αν καθίσετε σε μια ξύλινη καρέκλα, η επιφάνειά της ζεσταίνετε. Αντίθετα, αν καθίσετε σε μια καρέκλα από πλαστικό ή μέταλλο, η επιφάνεια της μεταλλικής ή πλαστικής καρέκλας δεν είναι ζεστή αφού καθίσετε σε αυτήν. Γιατί η επιφάνεια μιας ξύλινης καρέκλας είναι ζεστή, ενώ η επιφάνεια μιας μεταλλικής καρέκλας όχι; Γιατί ο ύπνος σε κρύο πάτωμα χωρίς στρώμα μπορεί να προκαλέσει πόνο; Έχετε φορέσει ποτέ κρύο μπουφάν; Γιατί τα περισσότερα κρύα μπουφάν είναι φτιαγμένα από μαλλί; Υπάρχουν ακόμα πολλά πράγματα που πρέπει να σκεφτείτε και να ρωτήσετε σχετικά με το θέμα της μεταφοράς θερμότητας μέσω αγωγιμότητας.
Μεταφορά θερμότητας μέσω συναγωγής
Έχετε βρεθεί ποτέ σε παραλία μια ηλιόλουστη μέρα; Σε μια ηλιόλουστη μέρα, υπάρχει πάντα ένας άνεμος που φυσάει από τη θάλασσα προς την ξηρά στην παραλία. Γιατί υπάρχει πάντα άνεμος στην παραλία και γιατί υπάρχει θαλασσινό αεράκι (άνεμος που φυσάει από τη θάλασσα προς την ξηρά) κατά τη διάρκεια της ημέρας και στεριανό αεράκι (άνεμος που φυσάει από την ξηρά προς τη θάλασσα) τη νύχτα; Γιατί τα σύννεφα κατεβαίνουν στις πλαγιές των βουνών κατά την περίοδο των βροχών; Γιατί ο άνεμος είναι δροσερός; Οι απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα σχετίζονται με την ειδική θερμότητα της ξηράς και της θάλασσας, τη διαστολή, την πυκνότητα και τη μεταφορά θερμότητας μέσω συναγωγής ( μεταφορά θερμότητας ). Κατανοώντας καλά και σωστά αυτό το θέμα, μπορείτε να απαντήσετε στις παραπάνω ερωτήσεις και σε άλλες ερωτήσεις που μπορεί να σας θέσουν αργότερα.
Μεταφορά θερμότητας
Υπάρχουν τρεις τύποι μεταφοράς θερμότητας ή μεταφοράς θερμότητας , συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς θερμότητας μέσω αγωγιμότητας, συναγωγής και ακτινοβολίας.
Μεταφορά θερμότητας μέσω αγωγιμότητας. Όταν ένα αντικείμενο υψηλής θερμοκρασίας έρχεται σε επαφή με ένα αντικείμενο χαμηλής θερμοκρασίας, η ενέργεια μετακινείται από το αντικείμενο υψηλής θερμοκρασίας στο αντικείμενο χαμηλής θερμοκρασίας. Η προστιθέμενη ενέργεια προκαλεί την ταχύτερη κίνηση των ατόμων και των μορίων που αποτελούν το αντικείμενο. Καθώς κινούνται, τα μόρια έχουν κινητική ενέργεια (EK = ½ mv 2 ). Τα μόρια που κινούνται ταχύτερα (με μεγαλύτερη κινητική ενέργεια) συγκρούονται με τα μόρια δίπλα τους. Αυτά τα μόρια στη συνέχεια συγκρούονται με άλλα μόρια δίπλα τους. Και ούτω καθεξής. Έτσι, τα μόρια συγκρούονται μεταξύ τους, μεταφέροντας ενέργεια. Η μεταφορά θερμότητας που συμβαίνει μέσω συγκρούσεων μεταξύ των μορίων που αποτελούν ένα αντικείμενο ονομάζεται αγωγιμότητα. Η αγωγιμότητα συνήθως συμβαίνει σε στερεά ή από στερεά σε υγρά (υγρά σε στερεά) ή από στερεά σε αέρια (αέρια σε στερεά).
Ορισμός θερμότητας, θερμικής αγωγιμότητας, θερμοχωρητικότητας
Υλικό: Ορισμός θερμότητας, θερμική αγωγιμότητα, θερμοχωρητικότητα
Έχετε πιει ποτέ παγωμένο τσάι, παγωμένο γάλα, παγωμένο σιρόπι κ.λπ.; Όταν φτιάχνουμε παγωμένο τσάι, συνήθως ανακατεύουμε ζεστό ή χλιαρό νερό σε ένα ποτήρι με παγάκια. Το ζεστό νερό ή το χλιαρό νερό έχει υψηλότερη θερμοκρασία, ενώ τα παγάκια έχουν χαμηλότερη θερμοκρασία. Αφού αγγίξουμε για λίγο, το μείγμα παγάκια και ζεστού τσαγιού μετατρέπεται σε παγωμένο τσάι (το μείγμα παγάκια και ζεστού τσαγιού έχει φτάσει στην ίδια θερμοκρασία). Η ίδια διαδικασία συμβαίνει όταν αναμειγνύουμε ζεστό νερό με κρύο νερό. Αφού αγγίξουμε, το ζεστό νερό και το κρύο νερό μετατρέπονται σε χλιαρό νερό (το μείγμα ζεστού και κρύου νερού έχει φτάσει στην ίδια θερμοκρασία). Γιατί μπορούν αυτά τα αντικείμενα να φτάσουν στην ίδια θερμοκρασία αφού αγγίξουν;
Ορισμός του σημείου πήξης, του σημείου βρασμού
Υλικό σχετικά με τον ορισμό της θερμοκρασίας, του σημείου πήξης, του σημείου βρασμού
Έχετε αγγίξει ποτέ πάγο; Τι νιώθετε όταν το χέρι σας αγγίζει πάγο ή όταν το χέρι σας μπαίνει στο ψυγείο; Τι γίνεται αν αυτό που αγγίζετε είναι φωτιά; Όταν αγγίζετε πάγο, το χέρι σας νιώθει κρύο, αντίθετα όταν αγγίζετε φωτιά, το χέρι σας νιώθει ζεστό. Τι δείχνουν στην πραγματικότητα τα ζεστά, ζεστά, κρύα και ψυχρά;
Ορισμός της θερμοκρασίας
Η έννοια της θερμοκρασίας στην πραγματικότητα πηγάζει από τις αισθήσεις θερμότητας και κρύου που βιώνονται μέσω της αίσθησης της αφής. Με βάση αυτό που αντιλαμβάνεται η αίσθηση της αφής, λέμε ότι ένα αντικείμενο είναι θερμότερο από ένα άλλο ή ψυχρότερο από ένα άλλο. Τα θερμότερα αντικείμενα έχουν υψηλότερη θερμοκρασία, ενώ τα ψυχρότερα αντικείμενα έχουν χαμηλότερη θερμοκρασία. Όσο πιο κρύο είναι ένα αντικείμενο, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία του. Αντίθετα, όσο θερμότερο είναι ένα αντικείμενο, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του. Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο του πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα αντικείμενο.