Temperatuuri skaala valem ja termomeetri kalibreerimine

Näidisküsimused ja valemid temperatuuriskaalade ja termomeetri kalibreerimise kohta

Temperatuuri skaala

1. Sooja vee temperatuur Celsiuse termomeetri skaala järgi on 45. Fahrenheiti skaala järgi on see temperatuur….

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

Arutelu
On teada, et:
T_C = 45^oC
Küsis: T._F = ….. ^oF?
Vastus:

Õige vastus on D.

2. Ebatavaline termomeeter kasutab mõõteskaalat, mille vee külmumistemperatuur on -15 ^° S ja keemistemperatuur +60 ^° S. Kui termomeeter näitab väärtust 10 °S, on temperatuuri väärtus Fahrenheiti skaalal….

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

Arutelu
On teada, et:
Vee külmumistemperatuur = -15^oS
Vee keemistemperatuur = +60^oS
Küsitud: 10^oS = …..^oF
Vastus:
Fahrenheiti skaalal on vee külmumistemperatuur 32^oF ja vee keemistemperatuur on 212^oF. Vee külmumis- ja keemistemperatuuri vahe on 212.^o - 32^o = 180^o.
Celsiuse skaalal on vee külmumistemperatuur 0^oC ja vee keemistemperatuur on 100^oC. Vee külmumis- ja keemistemperatuuri vahe on 100 °C.^o - 0^o = 100^o.
S-skaalal on vee külmumistemperatuur -15^oS ja vee keemistemperatuur on 60^oS. Vee külmumis- ja keemistemperatuuri vahe on 60 kraadi.^o – (-15^o) = 60^o + 15^o = 75^o.

Teisenda S-skaala Celsiuse skaalaks:

Teisenda Celsiuse skaala Fahrenheiti skaalaks:

Õige vastus on D.

Termomeetri kalibreerimine

3. Termomeetrina kasutatakse alkoholiga täidetud klaastoru. Alkoholisamba kõrgus, kui toru ots puutub kokku sulava jää ja keeva veega, on vastavalt 4 cm ja 28 cm. Vee temperatuur, mis annab alkoholisamba kõrguseks 16 cm, on… ^oC
A. 67,7
B. 50
C. 16
D. 12
Arutelu
On teada, et:
Alkoholisamba kõrgus, kui toru ots puutub kokku sulanud jääga = 4 cm
Alkoholisamba kõrgus, kui toru ots puutub kokku keeva veega = 28 cm
Küsimus: Vee temperatuur, mis teeb alkoholikolonni 16 cm kõrguseks, on... ^oC
Vastus:
Temperatuur, mille juures jää sulab (jää sulab), on 0^oC nii, et alkoholikolonni kõrgus oleks 4 cm, mis võrdub 4-ga^oC. Keeva vee temperatuur on 100^oC nii, et alkoholikolonni kõrgus oleks 28 cm, mis võrdub 100-ga^oC.

Alkoholikolonni kõrguse vahe on 28 cm – 4 cm = 24 cm.
Celsiuse temperatuuri skaala erinevus on 100^oC - 0^oC = 100^oC.

100^oC / 24 cm = 4,17 ^oC / cm
Seega on 1 cm kõrgune alkoholikolonn võrdne 4,17-ga ^oC.

Kui alkoholikolonni kõrgus on 4 cm, on vee temperatuur 0.^oC. Kui alkoholikolonni kõrgus on 16 cm, siis milline on vee temperatuur Celsiuse järgi? 16 cm – 4 cm = 12 cm. Seega 12 x 4,17 = 50,04 ^oC.
Õige vastus on B.

4. Termomeetri skaala määramiseks pole vaja…
A. ülemine fikseeritud punkt
B. keemistemperatuur
C. alumine fikseeritud punkt
D. skaala laius
Arutelu
Termomeetri skaala määramiseks on vaja ülemist fikspunkti (keemistemperatuur) ja alumist fikspunkti (külmumistemperatuur). Seega ei ole ülaltoodud küsimuse põhjal termomeetri skaala määramiseks vaja skaala laiust.
Õige vastus on D.

5. Mõõtmata termomeeter sisaldab elavhõbedat. Jää sisse asetatuna on elavhõbedasammas 5 cm pikk ja keevasse vette asetatuna 30 cm pikk. Kui termomeeter näitab 25^oC elavhõbedasamba pikkus on….
A. 6,25 cm
U. 10,25 cm
U. 11,25 cm
P. 22,50 cm
Arutelu
On teada, et:
Sulanud jäässe sisestatud elavhõbedasamba pikkus on 5 cm
Keevas vees oleva elavhõbedasamba pikkus = 30 cm
Küsimus: Elavhõbedasamba pikkus, kui termomeeter näitab 25 kraadi?^oC
Vastus:
Jää sulamistemperatuur (jää sulab) on 0^oC, seega on elavhõbedasamba pikkus 5 cm, mis võrdub 0-ga^oC. Keeva vee temperatuur on 100^oC, seega on elavhõbedasamba pikkus 30 cm, mis võrdub 100-ga^oC.

Elavhõbedasamba pikkuse erinevus on 30 cm – 5 cm = 25 cm.
Celsiuse temperatuuri skaala erinevus on 100^oC - 0^oC = 100^oC.

25 cm / 100^oC = 0,25 cm / ^oC
Kui elavhõbedasammas tõuseb 0,25 cm võrra, on see samaväärne veetemperatuuri tõusuga 1 °C võrra.

Kui vee temperatuur on 0^oC, elavhõbedasamba pikkus on 5 cm. Seega, kui vee temperatuur on 25^oC, siis elavhõbedasamba pikkus on 5 cm + (0,25 x 25) = 5 cm + 6,25 cm = 11,25 cm.
Õige vastus on C.