ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับการสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์

3 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับการสอบเทียบเทอร์โมมิเตอร์

1. จะต้องใช้ท่อแก้วที่ไม่เป็นตะกรันบรรจุแอลกอฮอล์ เครื่องวัดอุณหภูมิเมื่อจุ่มปลายล่างของหลอดแก้วลงในน้ำแข็งละลาย ความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์จะอยู่ที่ 5 เซนติเมตร และเมื่อจุ่มปลายล่างของหลอดแก้วลงในน้ำเดือด ความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์จะอยู่ที่ 25 เซนติเมตร ส่วนเมื่อใช้ในการวัดอุณหภูมิน้ำ ความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์จะอยู่ที่ 15 เซนติเมตร ซู่หู น้ำคือ….. ^oC
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์ ณ จุดคงที่ด้านล่าง (จุดเยือกแข็ง) = 5 ซม.
ความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์ที่จุดคงที่บนสุด (จุดเดือด) = 25 ซม.
ความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์เมื่อวัดอุณหภูมิน้ำ = 15 ซม.
ถาม: อุณหภูมิน้ำในหน่วยเซลเซียส
คำตอบ :
เลขมาตราเซลเซียส = 100^o และผลต่างของความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์ = 25 ซม. – 5 ซม. = 20 ซม. ดังนั้น 1^oC เท่ากับกี่เซนติเมตร? 20 ซม. / 100^oC = 0,2 ซม. / ^oค. ดังนั้น 1^oC มีค่าเท่ากับ 0,2 เซนติเมตร

การเปลี่ยนแปลงความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์ = 15 ซม. – 5 ซม. = 10 ซม.
10 ซม. / 0,2 ซม. = 50
50 1 X^oC = 50^oC

อุณหภูมิน้ำ = 50 ^องศาเซลเซียส

2. หลอดแก้วที่ไม่มีขีดบอกปริมาตรบรรจุปรอทไว้ จะใช้เป็นเทอร์โมมิเตอร์ เมื่อวางในน้ำแข็ง ปรอทจะละลายเหลือความยาว 5 เซนติเมตร และเมื่อวางในน้ำเดือด ปรอทจะยาว 30 เซนติเมตร ถ้าเทอร์โมมิเตอร์แสดงค่า 24 องศาเซลเซียส^oถ้าเช่นนั้น ความสูงของคอลัมน์ปรอทคือ….. ซม.
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความสูงของคอลัมน์ปรอท ณ จุดคงที่ล่างสุด (จุดเยือกแข็ง) = 5 ซม.
ความสูงของคอลัมน์ปรอท ณ จุดคงที่บนสุด (จุดเดือด) = 30 ซม.
ระดับอุณหภูมิ = 24^oC
ถาม: ความยาวของคอลัมน์ปรอท
คำตอบ :
เลขมาตราเซลเซียส = 100^o และผลต่างของความสูงของคอลัมน์แอลกอฮอล์ = 30 ซม. – 5 ซม. = 25 ซม. ดังนั้น 1 ซม. เท่ากับกี่ ^oC ? 100 ^oC / 25 ซม. = 4 ^oC/cm ดังนั้น 1 ซม. เท่ากับ 4 ^oC.

24^oC / 4^oC = 6
6 x 1 ซม. = 6 ซม.

ความสูงของคอลัมน์ปรอท = 5 ซม. + 6 ซม. = 11 ซม.

3. เทอร์โมมิเตอร์ P แสดงว่าจุดเยือกแข็งของน้ำคือ 10 องศาเซลเซียส^oP และจุดเดือดของน้ำ 90^oถาม: ถ้าอุณหภูมิของวัตถุที่วัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบเซลเซียสคือ 40 องศาเซลเซียส^oถ้าเช่นนั้น อุณหภูมิของวัตถุเมื่อวัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ P คือ….
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
จุดเยือกแข็งของน้ำ = 10^oP
จุดเดือดของน้ำ = 90^oP
อุณหภูมิของวัตถุ = 40^oC
ถาม: อุณหภูมิของวัตถุ = ….. ^oพี ?
คำตอบ :
ในมาตราเซลเซียส จุดเยือกแข็งของน้ำคือ 0 องศาเซลเซียส^oC และจุดเดือดของน้ำคือ 100^oค. จุดเยือกแข็งและจุดเดือดของน้ำแตกต่างกัน 100 องศาเซลเซียส^o - 0^o = 100^o.
ในมาตราส่วน P จุดเยือกแข็งของน้ำคือ 10^oP และจุดเดือดของน้ำคือ 90^oถาม: จุดเยือกแข็งและจุดเดือดของน้ำต่างกัน 90 องศา^o - 10^o = 80^o.
จากข้อมูลนี้ จะได้สูตรสำหรับการแปลงมาตราส่วนเซลเซียสเป็นมาตราส่วน P ดังนี้:

40 ^องศาเซลเซียส = …… ^ความดัน ?

อุณหภูมิของวัตถุคือ 42 ^องศาเซลเซียส