Vzorec teplotnej stupnice a kalibrácia teplomeru

Príklady otázok a vzorcov pre teplotné stupnice a kalibráciu teplomerov

Teplotná stupnica

1. Teplota teplej vody podľa Celziovej stupnice teplomeru je 45 stupňov. Podľa Fahrenheitovej stupnice je táto teplota….

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

Diskusia
Je známe, že:
T_C = 45^oC
Opýtal sa: T_F = ….. ^oF ?
Odpoveď:

Správna odpoveď je D.

2. Nezvyčajný teplomer používa meraciu stupnicu s bodom tuhnutia vody -15^oS a bod varu vody +60^oS. Ak teplomer ukazuje hodnotu 10°S, hodnota teploty na Fahrenheitovej stupnici je….

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

Diskusia
Je známe, že:
Bod tuhnutia vody = -15^oS
Bod varu vody = +60^oS
Otázka: 10^oS = …..^oF
Odpoveď:
Na Fahrenheitovej stupnici je bod tuhnutia vody 32^oF a bod varu vody je 212^oF. Medzi bodom tuhnutia a bodom varu vody je rozdiel 212^o - 32^o = 180^o.
Na Celziovej stupnici je bod tuhnutia vody 0^oC a bod varu vody je 100^oC. Medzi bodom tuhnutia a bodom varu vody je rozdiel 100 °C.^o - 0^o = 100^o.
Na stupnici S je bod tuhnutia vody -15^oS a bod varu vody je 60^oS. Medzi bodom tuhnutia a bodom varu vody je rozdiel 60^o – (-15^o) = 60^o + 15^o = 75^o.

Prevod stupnice S na stupnicu Celzia:

Prevod stupnice Celzia na stupnicu Fahrenheita:

Správna odpoveď je D.

Kalibrácia teplomeru

3. Sklenená trubica naplnená liehom sa použije ako teplomer. Výška liehového stĺpca, keď sa koniec trubice dostane do kontaktu s topiacim sa ľadom a vriacou vodou, je 4 cm a 28 cm. Teplota vody, pri ktorej je výška liehového stĺpca 16 cm, je….. ^oC
A. 67,7
B. 50
C. 16
D. 12
Diskusia
Je známe, že:
Výška alkoholového stĺpca, keď je koniec rúrky v kontakte s roztopeným ľadom = 4 cm
Výška alkoholového stĺpca, keď je koniec potrubia v kontakte s vriacou vodou = 28 cm
Otázka: Teplota vody, pri ktorej je stĺpec alkoholu vysoký 16 cm, je... ^oC
Odpoveď:
Teplota, pri ktorej sa ľad topí (ľad sa topí), je 0^oC tak, aby výška alkoholového stĺpca bola 4 cm, čo zodpovedá 4^oC. Teplota vriacej vody je 100^oC tak, aby výška alkoholového stĺpca bola 28 cm, čo zodpovedá 100^oC.

Rozdiel vo výške liehového stĺpca je 28 cm – 4 cm = 24 cm.
Rozdiel na Celziovej teplotnej stupnici je 100^oC - 0^oC = 100^oC.

100^oC / 24 cm = 4,17 ^oC/cm
Takže 1 cm vysoký alkoholový stĺpec zodpovedá 4,17 ^oC.

Keď je výška alkoholového stĺpca 4 cm, teplota vody je 0^oC. Ak je výška liehového stĺpca 16 cm, aká je teplota vody v stupňoch Celzia? 16 cm – 4 cm = 12 cm. Takže 12 x 4,17 = 50,04 ^oC.
Správna odpoveď je B.

4. Na určenie stupnice teplomeru nie je potrebné….
A. horný pevný bod
B. bod varu
C. dolný pevný bod
D. šírka stupnice
Diskusia
Na určenie stupnice teplomeru je potrebný horný pevný bod (bod varu) a dolný pevný bod (bod tuhnutia). Na určenie stupnice teplomeru na základe vyššie uvedenej otázky teda nie je potrebná šírka stupnice.
Správna odpoveď je D.

5. Nestupňovaný teplomer obsahuje ortuť. Po umiestnení do ľadu je stĺpec ortuti dlhý 5 cm a po umiestnení do vriacej vody je stĺpec ortuti dlhý 30 cm. Keď teplomer ukazuje 25^oC dĺžka ortuťového stĺpca je….
A. 6,25 cm
B. 10,25 cm
Cca 11,25 cm
d.22,50 cm
Diskusia
Je známe, že:
Dĺžka ortuťového stĺpca po vložení do roztopeného ľadu = 5 cm
Dĺžka ortuťového stĺpca po umiestnení do vriacej vody = 30 cm
Otázka: Dĺžka ortuťového stĺpca, keď teplomer ukazuje 25^oC
Odpoveď:
Teplota topenia ľadu (ľad sa topí) je 0^oC teda dĺžka ortuťového stĺpca je 5 cm, čo zodpovedá 0^oC. Teplota vriacej vody je 100^oC teda dĺžka ortuťového stĺpca je 30 cm, čo zodpovedá 100^oC.

Rozdiel v dĺžke ortuťového stĺpca je 30 cm – 5 cm = 25 cm.
Rozdiel na Celziovej teplotnej stupnici je 100^oC - 0^oC = 100^oC.

25 cm / 100^oC = 0,25 cm / ^oC
Ak sa ortuťový stĺpec zvýši o 0,25 cm, je to ekvivalentné zvýšeniu teploty vody o 1 °C.

Keď je teplota vody 0^oC, dĺžka ortuťového stĺpca je 5 cm. Ak je teda teplota vody 25^oC potom dĺžka ortuťového stĺpca je 5 cm + (0,25 x 25) = 5 cm + 6,25 cm = 11,25 cm.
Správna odpoveď je C.