Сформулируйте правила измерения температуры воды воздуха: Измерения температуры воды и воздуха — Студопедия

Posted on by alexxlab

Содержание

Измерения температуры воды и воздуха — Студопедия

Температура воды измеряется в основные сроки во­домерных наблюдений в створе или вблизи гидрологи-

ческого поста в прибрежной, обязательно проточной, по­лосе реки на таком расстоянии от берега, чтобы глубина была не менее 0,5 м.

Температуру воды измеряют с помощью водного тер­мометра в металлической оправе (рис. 8). У водных ртутных термометров шкала имеет деления через 0,2 °С, что позволяет производить отсчеты с точностью до 0,1°. Оправа термометра состоит из двух вставленных одна в другую трубок с продольными прорезями и стаканчика с отверстиями в стенках. При погружении термометра в воду наружная трубка должна быть по­вернута так, чтобы шкала термометра была закрыта, а при снятии отсчетов трубка поворачивается до совпадения прорези, чтобы шкалу можно было ви­деть на просвет. Стаканчик оправы при опускании термометра в воду наполняет­ся водой, которая остается в нем при подъеме и способствует сохранению тер­мометром той температуры, которую он имел на глубине.

Измерение температуры воды производится в следующем порядке.

1. Перед измерением температуры
нужно осмотреть термометр и убедиться
в том, что столбик ртути не имеет разры­
вов. Разрыв столбика устраняется лег­
ким встряхиванием, а если это не удает­
ся, термометр заменяется запасным.


2. Термометр опускается в воду на бечевке в отвесном положении так, чтобы стаканчик оправы был на глубине 0,3— 0,5 м от поверхности воды. Термометр находится в воде не менее 5—8 мин.

Рис. 8. Водный термометр в оправе: 1 –стаканчик с отверстиями; 2 оправа; 2 шкала  

3. При извлечении из воды и отсчете термометр следует держать отвесно, что бы из стаканчика оправы не выливалась вода. Сразу после извлечения термометра из воды, трубка, прикрывающая прорезь, поворачивается и быстро делается отсчет; сначала замечаются десятые доли градуса, а потом целые градусы. В темное время суток шкалу термометра следует освещать фонарем сзади, на просвет, держа его возмож-

но дальше от термометра, чтобы тепло от фонаря не по­влияло на показания термометра.

Запись отсчетов температуры воды производится вполевой книжке КГ-1с точностью до 0,1 °С. При каме­ральной обработке средняя температура за сутки вычис­ляется как среднеарифметическое из срочных наблю­дений.

Наблюдения за температурой воздуха производятся (по указанию) по сухому термометру аспирационного психрометра (на учебной метеорологической станции) или непосредственно на посту с помощью термометра-праща, который вращают на шпуре в горизонтальной плоскости над головой в течение 2—3 мин. Показания термометра-праща снимают, повернувшись спиной к солнцу, чтобы термометр находился в тени. Отсчет про­изводят с точностью до 0,5 °С, после чего наблюдение повторяют. Если второй отсчет отличается от первого не более чем на 0,5°, то за окончательный результат прини­мают второй отсчет; если разница больше 0,5°, измере­ния производят в третий раз. Результаты срочных на­блюдений за температурой воздуха записываются

впо­левую книжку КГ-1.

Как измеряется температура воздуха? — pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды

Для того чтобы снять показания  температуры воздуха необходимо использовать обыкновенный или электронный  терметр. Однако, для того чтобы  получить максимально точные результаты необходимо учесть некоторые важные детали их конструкции. Если не следовать  строгим приписным истинам, то вероятнее всего вы измерите температуру близлежащих предметов, самого градусника, но никак не истинную температуру воздуха.

Для того чтобы получить более  точные данные по температуре воздуха, как внутри, так и снаружи помещения  можно использовать цифровые метеостанции. Кстати, эти современные приборы  передают данные о влажности и  атмосферном давлении воздуха.

Как измерять температуру?

    При помощи спиртового градусника

Размещается на горизонтальной поверхности, примерно на расстоянии 1,6 -1,7 метра выше уровня пола. Устройство должно быть расположено на теплоизолирующем материале. При этом, в момент измерения  температуры в помещении должны быть отключены все нагревательные приборы, в том числе нагреватели  УФО. Ведь именно они нагревают все  окружающие предметы направленным излучением.  Так, при их воздействии может  нагреться корпус устройства и существенно  исказить показания.

Если Вы расположили градусник  правильно, подождите еще 10 минут. Тепловая инерция такого градусника очень  высокая, поэтому до считывания показаний  придется немного подождать.

Учтите: погрешность спиртового термометра может составлять 3-4 градусы  Цельсия.

    Ртутные бытовые термометры

Для получения показаний  термометр необходимо расположить  так же, как и спиртовой измеритель температуры. При этом помните, что жидкостные баллоны измерителей температуры ни в коем случае не должны касаться каких-либо предметов.

В случае если необходимо измерить температуру воздуха снаружи, необходимо изначально открыть окно. Затем закрепить  термометр на раму. Баллон термометра ни в коем случае не должен соприкасаться  со стеклом. Термометр необходимо закрыть  от прямого попадания солнечных  лучей. Не рекомендуется устанавливать  измеритель температура с южной  стороны. Более того, расстояние от окна или стены до термометра не должно быть меньше одного метра.

    Электронный термометр

При помощи данного современного устройства измерить температуру можно  практически мгновенно. При этом на продажу представлено большое  количество моделей термометров, которые  подойдут каждому пользователю. Стоит  помнить, что при измерении не стоит касаться датчика прибора, иначе он может выйти из строя.

    Цифровая метеостанция

Если  Вы всегда хотите получать точные температурные данные и не желаете заморачиваться по поводу тех  или иных условий для измерения  температуры – цифровая метеостанция, это именно то, что Вам нужно. Она  с высокой точностью отображает данные о влажности воздуха, атмосферном  давлении, температуре воздуха и  даже предоставляет прогноз погоды.

  Домашняя метеостанция имеет также  часы и календарь. В основе устройства имеются цифровые датчики, поэтому  все данные предоставляются с  каждым изменением температуры.

Правила измерения температуры воздуха

Измерение температуры воздуха в закрытых помещениях, школах, кварти­рах, детских, лечебных учреждениях, производственных помещениях и др. про­водится с соблюдением следующих правил: при измерении температуры воздуха необходимо защищать термометр от действия лучистой энергии печей, ламп и прочих открытых источников энергии. В жилых помещениях измерение темпера­туры воздуха проводят на высоте дыхания (1,5 м от пола) в центре комнаты. Для более точных измерений одновременно термометры устанавливаются в центре комнаты, наружном и внутреннем углах на расстоянии 0,2м от стен.

В лечебных учреждениях измерение температуры воздуха дополнительно прово­дится и на высоте 70 см от пола. Перепады температуры определяются и оценива­ются по вертикали и горизонтали. Для определения перепада температуры по вертикали, термометры устанавливаются в центре и по упомянутым углам поме­щения на высоте 0,1-0,15; 0,7 и 1,5 м от пола. Для определения перепада температуры по горизонтали вычисляется разница между максимальной и минимальной тем­пературой отдельно по каждому уровню (0,1-0,15; 0,7 и 1,5 м) во всех измеренных участках помещения. Суточный перепад температуры в палатах измеряется с помощью максимального и минимального термометров, которые устанавливают­ся в центре помещения на уровне 0,7 и 1,5 м от пола.

Для измерения температуры стен (ограждающих поверхностей) на высоте 1,5 м от пола используется пристенный термометр, резервуар которого приклеивается к стене пластилином, или используют электротермометр. Показания температу­ры при измерениях снимаются через 5-10 минут от начала измерения.

Правила измерения радиационной температуры

Для измерения радиационной температуры в намеченной точке шаровой термо­метр укрепляется на штативе; рядом подвешивается обыкновенный термометр, защищенный от влияния лучистой энергии.

Показания обоих термометров запи­сываются не ранее, чем через 15 минут. Одновременно здесь же измеряется скорость движения воздуха.

Значение радиационной температуры подсчитывают по следующей формуле:

где: Т — радиационная температура в градусах абсолютной температуры.

Тш— показания шарового термометра в градусах абсолютной температуры, V — скорость движения воздуха в м/сек.

tV— температура воздуха в

оС,

tш— показания шарового термометра воС.

Рис. 1 НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ РАДИАЦИОННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ (tP)

Вычисленная по этой формуле средняя радиационная температура (tP) может быть определена и по специальной номограмме (рис 1). Динамика записи температуры воздуха в обследуемом помещении в течение определенного промежутка времени (сутки, недели) проводится термографом.

Полученные результаты измерения температуры воздуха в обследуемом объекта протоколируются по нижеприведенной форме и оцениваются в сравнении с сани­тарными нормами (см. Таблицы 1 и 2).

Протокол

исследования и оценки температурного режима

в__________________________________________________________________

(наименование обьекта)

Дата и время исследования_________________________________________________________

Высота Место измерения измерения

Наружный угол комнаты

Центр комнаты

Внутрен­ний угол комнаты

Колебания темп. по гориз.

0,1-0,15м

0,7м

1,5м

Колебания температуры по вертикали

Средняя температура

Заключение:

Подпись исследователя

Урок окружающего мира по теме «Как измеряют температуру.

Термометр». 2-й класс

Тип урока: объяснение нового материала.

Цели урока:

  • Обучающая – познакомить детей с различными видами термометров и правилами пользования ими; научить измерять и записывать температуру воздуха. Научить детей использовать естественнонаучные знания в повседневной жизни для обеспечения безопасности жизнедеятельности, охраны здоровья, окружающей среды.
  • Развивающая – развивать логическое мышление у учащихся, умение систематизировать полученную информацию, умение анализировать и обобщать
  • Воспитательная – Способствовать воспитанию желания учиться, познавать и открывать новые знания.

Оборудование урока: Термометры — воздушный, медицинский, водный, почвенный. Оборудование для опытов (стаканы с тёплой и холодной водой). Демонстрационная модель термометра. Слайды к уроку. Мультимедийный проектор, экран.

Ход урока

I. Организационный момент:

А сейчас проверь, дружок,
Ты готов начать урок?
Всё ль на месте,
Всё ль в порядке,
Ручка, книжка и тетрадка?
Все ли правильно сидят,
Все ль внимательно глядят?
Каждый хочет получать
Только лишь отметку “5”.

— Проверили готовность к уроку. А теперь проверим, как вы подготовили домашнее задание.

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания (беседа по вопросам):

— Что такое погода?

— Из каких явлений складывается погода? (Температура воздуха, осадки, облачность, ветер.)

— Из чего состоит воздух?

— Откуда берется ветер?

— Что такое атмосферные явления?

— Какие явления называются сезонными?

III. Создание проблемной ситуации.

— Послушайте одну удивительную историю. Осенним днем в зоопарке встретились пингвин, воробей и журавль. Пингвин сказал, что на улице очень жарко, воробей пожаловался, что погода стала портиться, журавль заявил, что становится холоднее и надо готовиться к отлету на юг. Как понять, тепло или холодно на улице, не выходя из дома? Подумайте. (Ответы детей: посмотреть на прохожих, открыть форточку, послушать прогноз погоды, посмотреть на термометр.) Слайд 2.

Учитель демонстрирует термометр.

— А что это такое и для чего используется?

IV. Поиск решения учебной задачи и формулирование темы.

— Чему вы научитесь на уроке? (Правильно измерять температуру.)

— Сформулируйте тему нашего урока. (Как измеряют температуру. Термометр.) Слайд 3.

— А что бы вы хотели узнать об этом сегодня?

Дети самостоятельно определяют круг вопросов, которые их интересуют, ответы на которые им пока неизвестны. (Как определить степень нагретости тела? Как называется прибор, с помощью которого измеряют температуру? Как пользоваться термометрами? Какие бывают виды термометров?) Слайд 4.

— Ребята, как вы думаете, чему вы должны сегодня научиться? (ответы детей). Одновременно на доске появляются цели урока. (Определить значение термометров в нашей жизни. Познакомиться с видами термометров. Научиться измерять температуру воздуха, воды и тела человека.) Слайд 5.

Открытие новых знаний.

— Для чего нужно уметь измерять температуру? (ответы детей)

— Температуру нужно уметь измерять потому, что:

  • температура воздуха является одной из характеристик состояния атмосферы, она определяет погодные условия на Земле, климатические зоны;
  • температура тела человека – одна из главных характеристик состояния его здоровья, умение определять ее необходимо для осуществления профилактики и выявления заболевания на ранних стадиях;
  • температура воды, обладая высокой теплоемкостью, регулирует климат Земли. Слайд 6.

Физминутка.

Есть одна планета – сад (показываем руками шар)
В этом космосе холодном (обнимаем себя).
Только здесь леса шумят (машем руками над головой),
Птиц скликая перелетных (машем руками).
Лишь на ней одной цветут
Ландыши в траве зеленой (приседаем),
И стрекозы только тут (кружимся на месте)
В речку смотрят удивленно (смотрим друг на друга).
Береги свою планету,
Ведь другой, похожей, нету!

Проведение опыта “Как определить степень нагретости тела?” (Слайд 7)

— Перед вами три стакана. Одновременно опустите пальцы в холодную и горячую воду.

— Через одну минуту перенесите оба пальца в теплую воду и понаблюдайте за своими ощущениями.

Дети начинают описывать свои ощущения. Они высказывают разные мнения по поводу степени нагретости воды: в одном и том же стакане вода кому-то казалась холодной, а кому-то теплой и т.п.

— Чтобы определить, в каком стакане вода холодная, в каком – теплая, а в каком – горячая, ученые создали специальный прибор – термометр.

Знакомство с устройством термометра. Слайд 8.

Распределимся в группы, чтобы наблюдать за комнатными термометрами. (Ученики объединяются в группы.)

— Внимательно посмотрите на термометр, выделим части термометра. Из чего же он состоит? (Стеклянная трубка наполнена подкрашенной жидкостью, шкала с делениями, корпус термометра).

— Каждое деление соответствует 1 градусу. Около некоторых делений стоят цифры. Найдите о (нуль) - границу между градусами тепла и холода. Цифры, стоящие выше 0,показывают количество градусов тепла, ниже 0 -количество градусов холода.

— На шкале нанесена граница тепла и холода — 0.

Градус – единица измерения тепла и холода. Шкалу с трубкой закрепляют в корпусе. Конец столбика жидкости в трубке термометра указывает на число градусов.

— Как мы можем узнать, какая температура воздуха на улице? (Поглядев на термометр за окном, мы можем посмотреть, сколько градусов тепла или холода на улице.)

— Что вы узнали? Сделайте выводы.

Изучение разных видов термометров. Слайд 9.

-Посмотрите на эти термометры: воздушный, водный, медицинский, почвенный.

— Что можно о них сказать? (Сходны по строению, но шкала разная).

-Как вы думаете, почему у термометров разная шкала? (Разное назначение).

— Как вы думаете, почему термометры так называются? (ответы детей)

  • Воздушный — для измерения температуры воздуха в комнате или на улице;
  • Медицинский — для измерения температуры тела человека или животных;
  • Водный — для измерения температуры воды;
  • Почвенный — для измерения температуры почвы.

— Что вы узнали? Сделайте выводы

Практическая работа № 1. Термометр для измерения температуры тела. Слайд 10.

— Найдите термометр, которым измеряют температуру тела человека. Как мы обычно его называем?

— В медицинском термометре шкала начинается с 34°и заканчивается 42°. Почему?

— В его трубке чаще всего ртуть. Это вредное вещество.

Практическая работа № 2. Термометр для измерения температуры воды. Слайд 11.

— Найдите водный термометр. Рассмотрите его. На его шкале градусы от 0 до 100. Почему такие значения?

— Возьмите ваши стаканчики с водой и опустите в тот, где вода холоднее.

Температуру определяют, не вынимая термометр из воды.

— Теперь этот же термометр переставим в стакан с горячей водой.

Что вы наблюдаете? Если температура понижается, жидкость в трубке опускается и наоборот.

Физкультминутка.

Почему повсюду лужи?
Мама зонтик свой берёт.
Почему же? Почему же?
Потому что дождь идёт.

Практическая работа № 3. Термометр для измерения температуры воздуха. Слайды 12- 13.

— Найдите воздушный уличный термометр. Его шкала начинается с отметки – 50° и заканчивается отметкой +50°. Почему такая разница в значениях?

— Как правильно выбрать место для того, чтобы укрепить уличный термометр?

— Давайте определим температуру, которая сейчас на улице.

Запись показаний термометра.

— А сейчас научимся правильно записывать температуру. Если градусы выше нуля, то это градусы тепла и записываются со знаком “+”, если ниже нуля, то градусы холода и записываются со знаком “-”. Вместо слова “градус” ставится маленький кружочек. Например, на комнатных термометрах, на ваших партах:+22 градуса, температура кусочков льда 0 градусов и т.д.

— Попробуйте записать значения температуры. Работа в парах.

Дети записывают данные в своей тетради. Затем обмениваются тетрадями в паре и проверяют работы друг друга.

— Запишите эти значения на листах бумаги: 5° ниже нуля, 10° тепла, 3° мороза, 20° выше нуля.

V. Включение нового знания в систему знаний.

— Ребята, вы сегодня познакомились с новым прибором – термометром. Опишите этот прибор.

— Подведем итог. Термометр – очень хрупкий прибор. С ним нужно обращаться очень аккуратно. Попробуем определить правила, которые обязательно нужно соблюдать при обращении с термометром.

Разработка детьми правил пользования термометром. Слайд 14.

Используйте термометр исключительно для измерения температуры.

Берегите термометр от ударов и перегрева. 

Никогда не подвергайте термометр кипячению.

VI. Самостоятельная работа. “Проверь себя”. Слайд 15.

Дети выполняют задания с самопроверкой.

1. Запиши числами: десять градусов тепла; восемь градусов мороза; шесть градусов выше нуля; семь градусов ниже нуля.

2. Определи с помощью термометра и запиши температуру воздуха в классе, на улице;

3. Покажи на модели термометра 12° мороза, 23° тепла, -8°, +5°;

4. Переставь буквы с рисунка так, чтобы получилось знакомое тебе слово. Запиши его.

VII. Рефлексия. Выводы. Слайды 16-17.

— С какой темой сегодня познакомились?

— Что нового узнали?

— Повторите правила пользования термометром.

— Спасибо за урок!

Запись домашнего задания.

По вопросу презентации обращайтесь к автору статьи.

Температура.

Измерение температуры. Термометр.

Тема урока: Температура. Измерение температуры. Термометр.

Цели урока:

Образовательные: Научить различать различные виды термометров. Температурные шкалы.

Познакомить со способами измерения термометром.

Воспитательные:

Показать значение термометра в жизни человека.

Формировать моральные, волевые и эстетические качества личности.

Развивающие:

Развивать внимание и любознательность.

Развивать представление о применении человеком термометра в быту и технике.

Ход урока

Температура. Способы ее измерения. Различные виды термометров. Температурные шкалы.

— Прибор для измерения температуры создан давно и его назвали термометром

Существует много температурных шкал

Хронология создания термометра

  • В 1597 г. Галилео Галилей придумал первый прибор для наблюдений за изменением температуры (термоскоп)

  • В 1657 г. термоскоп Галилея был усовершенствован флорентийскими учёными.

  • Постоянные точки термометра были установлены в 18 веке.

  • В 1714 г. голландский учёный Д. Фаренгейт изготовил ртутный термометр.

  • В 1730 г. французский физик Р. Реомюр предложил спиртовый термометр.

  • В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур.

Это термодинамическая величина, определяющая степень нагретости тела. Тела, имеющие более высокую температуру, являются более нагретыми. Согласно второму закону термодинамики, самопроизвольный переход тепла возможен только от тел с более высокой к телам с более низкой температурой. В состоянии теплового равновесия температура выравнивается во всех частях сколь угодно сложной системы.

Изобретение термометра

О том, что такое теплота, ученые начали задумываться очень давно.  Еще древнегреческие философы размышляли над этим вопросом. Но ничего, кроме самых общих предположений они высказать не смогли. В средние века также не было высказано почти никаких разумных

идей. Учение о тепловых явлениях начинает развиваться только середины XVIII в. Толчком для начала развития этого учения явилось изобретение термометра. Много ученых трудилось над изобретением термометра. Первым из них был Галилео Галилей. В конце XVI в. Галилей заинтересовался тепловыми явлениями. Для измерения нагретости тела Галилей решил воспользоваться свойством воздуха расширяться при нагревании. Он взял тонкую стеклянную трубку, один конец которой заканчивался шаром, и опустил другой открытый конец в сосуд с 

водой. При этом он добивался такого положения, чтобы вода частично заполнила трубку. Теперь, когда воздух в шаре нагревался или охлаждался, уровень воды в трубке опускался или поднимался, а по уровню воды можно было судить о «нагретости» тела.

Прибор Галилея был очень несовершенен. Во-первых, он не был

проградуирован, на трубке не были нанесены деления. Во-вторых,

уровень воды в трубке зависел не только от температуры воздуха в

стеклянном шаре, но и от атмосферного давления.

Совершенствование термометра

После Галилея многие ученые занимались изобретением приборов, с помощью которых можно было бы определить тепловое состояние тел. Постепенно устройство приборов совершенствовалось. В середине XVII в. Флорентийская академия опыта предложила прибор, показанный на рисунке. Прибор представлял собой стеклянную трубку, оканчивающуюся

внизу шариком. Верхний конец трубки был запаян. Шарик и часть трубки заполнялись спиртом, а вдоль трубки помещались бусинки, образуя шкалу для отсчета температуры. Показания этого прибора уже не зависели от величины атмосферного давления. Были и другие термометры. В частности, одним из первых конструкторов был итальянский врач Санторио, который применял свой прибор для измерения температуры у больных. Это было, вероятно, первое практичес-

кое применение термометра. Несмотря на успехи в конструировании термометров, эти приборы были еще весьма несовершенны: не было установлено общей температурной шкалы; у различных термометров она устанавливалась произвольно; разные термометры показывали при одних и тех же условиях неодинаковую температуру.

Термометр Фаренгейта

Впервые пригодные для практических целей термометры стал изготавливать мастер –стеклодув из Голландии Фаренгейт в начале XVIII в. К этому времени ученые уже знали, что некоторые

физические процессы протекают всегда при одной и той же степени нагретости.

Термометр Фаренгейта имел вид такой же, как современный простой термометр. В качестве расширяющегося тела Фаренгейт употреблял сначала спирт, а затем в 1714 г. ртуть. Он пользовался

различными шкалами. В последней его шкале основные температурные точки были следующие: 1. температура смеси воды, льда и поваренной соли – ноль градусов 2. температура смеси льда и воды

– 32 градуса. Температура человеческого тела по шкале Фаренгейта получилась равной 96 градусов. Эту температуру Фаренгейт считал третьей основной точкой. Температура кипения воды оказалась по его шкале 180 градусов.Термометры, сделанные Фаренгейтом, приобрели известность и

вошли в употребление. Шкала Фаренгейта применялась в некоторых странах вплоть до нашего времени. В США и Англии пользуются шкалой Фарангейта (0F), вода замерзает при температуре 32 0F , а кипит при 212 0F

Реомюр и Цельсий

После Фаренгейта были предложены многие другие шкалы и конструкции термометров. Из всех этих шкал до нашего времени дошли две. Первая шкала: 0 градусов – температура смеси воды и льда и 80 градусов – температура кипения воды была предложена французским ученым Реомюром в 1730 году и носит его имя. Вторая шкала не совсем правильно носит имя шведского астронома Цельсия. Цельсий в 1742 г. предложил стоградусную шкалу температур, при которой за 0

градусов принималась температура кипения воды, а за 100 градусов – температура плавления льда. Современнаястоградусная шкала, носящая название шкалы Цельсия, была предложена несколько позже. Как известно, она вошла в употребление и применяется в настоящее время. Уже Цельсий знал, что температура кипения воды и температура плавления льда зависят от давления воздуха.

После изобретения прибора для тепловых измерений физики смогли приступить к изучению тепловых явлений.

VI. Обобщение изученного материала

-Как меняется давление газа при изменении его температуры (при

постоянном объеме)?

-Как меняются размеры твердых тел и жидкостей при изменении их температуры?

-Что мы понимаем под температурой вещества?

-Сформулируйте правила измерения температуры воды, воздуха. Какие температурные шкалы вам известны?

-Какие точки приняты в качестве основных на шкале Цельсия?

Ответы учащихся

VII. Рефлексия

Учащимся предлагается заполнить листы рефлексии.

  • сегодня я узнал…

  • было интересно…

  • я приобрел…

  • меня удивило…

  • урок дал мне для жизни…

  • мне захотелось…и я

VIII. Заключение

Урок «Температура. Способы ее измерения»

Жомартова Эльмира Жакашевна Портфолио учителя КСП Физика 8 класс

Средняя школа гимназия №14 Уровень 2

Город Талдыкорган 01.09.2015года

Проверила зам дир.УВР __________________

«Мы должны принять как один из наиболее общих законов теплоты, что

«все тела», свободно сообщающиеся друг с другом и не подверженные

неравным внешним воздействиям, приобретают одинаковую температуру,

что показывает термометр».

Джозеф Блэк

Образовательные: Научить различать различные виды термометров. Температурные шкалы.

  1. Познакомить со способами измерения термометром.

Воспитательные:

  1. Показать значение термометра в жизни человека.

  2. Формировать моральные, волевые и эстетические качества личности.

Развивающие:

  1. Развивать внимание и любознательность.

  2. Развивать представление о применении человеком термометра в быту и технике.

Применение модулей Программы

  1. Обучение критическому мышлению

  2. Новые подходы в преподавании и обучении (Обучение тому, как учиться, диалоговое обучение)

  3. Оценивание для обучения и оценивание обучения

  4. Преподавание и обучение в соответствии с возрастными особенностями учеников Управление и лидерство в обучении

Возможные активные формы работы с учащимися

Групповая

Парная

Самостоятельная

Возможные стратегии, использующиеся на уроке

Кластер

Возможное оценивание на уроке

Самооценивание

Взаимооценивание

Ход урока

III. Тема, цели урока

Температура. Способы ее измерения. Различные виды термометров. Температурные шкалы.

Цели исследования

1. Что характеризует температура?

2. Выяснить: когда и кто впервые пришел к мысли о возможности измерения степени нагретости тел.

3. Проследить насколько быстро наука получила прибор, пригодный для точного измерения температуры.

Научить различать различные виды термометров. Температурные шкалы.

Познакомить со способами измерения термометром.

Показать значение термометра в жизни человека.

IV. Работа над темой урока

Температура. Способы ее измерения. Различные виды термометров. Температурные шкалы.

— Прибор для измерения температуры создан давно и его назвали термометром

Существует много температурных шкал

Хронология создания термометра

  • В 1597 г. Галилео Галилей придумал первый прибор для наблюдений за изменением температуры (термоскоп)

  • В 1657 г. термоскоп Галилея был усовершенствован флорентийскими учёными.

  • Постоянные точки термометра были установлены в 18 веке.

  • В 1714 г. голландский учёный Д. Фаренгейт изготовил ртутный термометр.

  • В 1730 г. французский физик Р. Реомюр предложил спиртовый термометр.

  • В 1848 г. английский физик Вильям Томсон (лорд Кельвин) доказал возможность создания абсолютной шкалы температур.

Это термодинамическая величина, определяющая степень нагретости тела. Тела, имеющие более высокую температуру, являются более нагретыми. Согласно второму закону термодинамики, самопроизвольный переход тепла возможен только от тел с более высокой к телам с более низкой температурой. В состоянии теплового равновесия температура выравнивается во всех частях сколь угодно сложной системы.

  • Мерой изменения температуры тела может служить изменение какого-либо свойства, зависящего от неё, например объёма, электросопротивления и др. Чаще всего для измерения температуры используют изменение объёма. На этом основано устройство термометров. Первый термометр был изобретен Галилеем около 1600 года. В качестве термометрического вещества, т. е. тела , расширяющегося при нагревании, в нем использовалась вода. Для определения температуры тела термометр приводят в соприкосновение с телом; по достижении теплового равновесия термометр показывает температуру тела.

  • Для изменения температуры можно воспользоваться биметаллической пластинкой. Такая пластинка состоит из двух металлов, например полоски из железа и приклепанной к ней полоски из цинка. Железо и цинк расширяются неодинаково. Так, 1 м железной проволоки при нагревании на 100 градусов удлиняется на 1мм, а 1 м цинковой проволоки – на 3мм. Поэтому, если нагревать биметаллическую пластинку, она начнет изгибаться в сторону железа.

  • Разные тела при нагревании расширяются по-разному, поэтому шкала термометра зависит от термометрического вещества. Для практических целей термометры градируют по точкам плавления или кипения или каким- либо другим, лишь бы процесс происходил при постоянной температуре. Наибольшее распространение имеет стоградусная шкала (или шкала Цельсия, по имени шведского физика, предложившего ее). По этой шкале лед плавится при 0 градусов, а вода кипит при 100 градусах, и расстояние между ними делится на сто частей, каждая из которых считается градусом. В Англии и США иногда пользуются шкалой Фаренгейта, в которой температура плавления льда составляет 32 градуса, а кипения воды 212 градусов; во Франции- шкалой Реомюра: 0 градусов и 80 соответственно.

  • Теперь несколько практических советов.

  • Возьмите полоски железа и цинка толщиной около 5 мм, длиной 15-20 см и шириной 1 см. Через каждые 1.5-2 см соедините их заклепками. Зажмите в тиски один конец биметаллической пластинки и подогрейте ее над газом. Пластинка согнется.

Изобретение термометра

О том, что такое теплота, ученые начали задумываться очень давно. Еще древнегреческие философы размышляли над этим вопросом. Но ничего, кроме самых общих предположений они высказать не смогли. В средние века также не было высказано почти никаких разумных

идей. Учение о тепловых явлениях начинает развиваться только середины XVIII в. Толчком для начала развития этого учения явилось изобретение термометра. Много ученых трудилось над изобретением термометра. Первым из них был Галилео Галилей. В конце XVI в. Галилей заинтересовался тепловыми явлениями. Для измерения нагретости тела Галилей решил воспользоваться свойством воздуха расширяться при нагревании. Он взял тонкую стеклянную трубку, один конец которой заканчивался шаром, и опустил другой открытый конец в сосуд с

водой. При этом он добивался такого положения, чтобы вода частично заполнила трубку. Теперь, когда воздух в шаре нагревался или охлаждался, уровень воды в трубке опускался или поднимался, а по уровню воды можно было судить о «нагретости» тела.

Прибор Галилея был очень несовершенен. Во-первых, он не был

проградуирован, на трубке не были нанесены деления. Во-вторых,

уровень воды в трубке зависел не только от температуры воздуха в

стеклянном шаре, но и от атмосферного давления.

Совершенствование термометра

После Галилея многие ученые занимались изобретением приборов, с помощью которых можно было бы определить тепловое состояние тел. Постепенно устройство приборов совершенствовалось. В середине XVII в. Флорентийская академия опыта предложила прибор, показанный на рисунке. Прибор представлял собой стеклянную трубку, оканчивающуюся

внизу шариком. Верхний конец трубки был запаян. Шарик и часть трубки заполнялись спиртом, а вдоль трубки помещались бусинки, образуя шкалу для отсчета температуры. Показания этого прибора уже не зависели от величины атмосферного давления. Были и другие термометры. В частности, одним из первых конструкторов был итальянский врач Санторио, который применял свой прибор для измерения температуры у больных. Это было, вероятно, первое практичес-

кое применение термометра. Несмотря на успехи в конструировании термометров, эти приборы были еще весьма несовершенны: не было установлено общей температурной шкалы; у различных термометров она устанавливалась произвольно; разные термометры показывали при одних и тех же условиях неодинаковую температуру.

Термометр Фаренгейта

Впервые пригодные для практических целей термометры стал изготавливать мастер –стеклодув из Голландии Фаренгейт в начале XVIII в. К этому времени ученые уже знали, что некоторые

физические процессы протекают всегда при одной и той же степени нагретости.

Термометр Фаренгейта имел вид такой же, как современный простой термометр. В качестве расширяющегося тела Фаренгейт употреблял сначала спирт, а затем в 1714 г. ртуть. Он пользовался

различными шкалами. В последней его шкале основные температурные точки были следующие: 1. температура смеси воды, льда и поваренной соли – ноль градусов 2. температура смеси льда и воды

– 32 градуса. Температура человеческого тела по шкале Фаренгейта получилась равной 96 градусов. Эту температуру Фаренгейт считал третьей основной точкой. Температура кипения воды оказалась по его шкале 180 градусов. Термометры, сделанные Фаренгейтом, приобрели известность и

вошли в употребление. Шкала Фаренгейта применялась в некоторых странах вплоть до нашего времени. В США и Англии пользуются шкалой Фарангейта (0F), вода замерзает при температуре 32 0F , а кипит при 212 0F

Реомюр и Цельсий

После Фаренгейта были предложены многие другие шкалы и конструкции термометров. Из всех этих шкал до нашего времени дошли две. Первая шкала: 0 градусов – температура смеси воды и льда и 80 градусов – температура кипения воды была предложена французским ученым Реомюром в 1730 году и носит его имя. Вторая шкала не совсем правильно носит имя шведского астронома Цельсия. Цельсий в 1742 г. предложил стоградусную шкалу температур, при которой за 0

градусов принималась температура кипения воды, а за 100 градусов – температура плавления льда. Современная стоградусная шкала, носящая название шкалы Цельсия, была предложена несколько позже. Как известно, она вошла в употребление и применяется в настоящее время. Уже Цельсий знал, что температура кипения воды и температура плавления льда зависят от давления воздуха.

После изобретения прибора для тепловых измерений физики смогли приступить к изучению тепловых явлений.

2. Как мы видим

Любопытно, что…

  • …на самом деле шведский астроном и физик Цельсий предложил шкалу, в которой точка кипения воды была обозначена числом 0, а точка плавления льда – числом 100. Несколько позднее шкале Цельсия придал современный вид его соотечественник Штрёмер.

  • …Фаренгейт загорелся идеей самому сделать термометр, когда прочитал об открытии французского физика Амонтона, «что вода кипит при фиксированной степени теплоты».

  • …к концу 18 века число температурных шкал достигало двух десятков.

  • …одно время в физических лабораториях пользовались так называемым весовым термометром. Он состоял из полого платинового шара, заполненного ртутью, в котором было капиллярное отверстие. Об изменении температуры судили по количеству ртути, вытекавшей из отверстия.

  • …при понижении температуры Земного шара всего лишь на один градус выделилась бы энергия, примерно в миллиард раз превосходящая вырабатываемую ежегодно всеми электростанциями мира.

Предельная, самая низкая температура в природе равна -273,15 0С. Она называется абсолютнымнулем температуры.
В системе СИ введена шкала Кельвина Т = (t+273 ) К

  • Температуры таяния льда (0 0С) и кипения воды (100 0С) .

  • …Фаренгейт загорелся идеей самому сделать термометр, когда прочитал об открытии французского физика Амонтона, «что вода кипит при фиксированной степени теплоты».

  • …к концу 18 века число температурных шкал достигало двух десятков.

  • …одно время в физических лабораториях пользовались так называемым весовым термометром. Он состоял из полого платинового шара, заполненного ртутью, в котором было капиллярное отверстие. Об изменении температуры судили по количеству ртути, вытекавшей из отверстия.

  • …при понижении температуры Земного шара всего лишь на один градус выделилась бы энергия, примерно в миллиард раз превосходящая вырабатываемую ежегодно всеми электростанциями мира.

Абсолютная температура является величиной , прямо пропорциональной средней кинетической энергии теплового движения молекул.

Температура – это мера средней кинетической энергии движения молекул газа. В этом заключается физический смысыл температуры.

  • Первый термометр был создан в XVI веке Галилеем

  • Наибольшее распространение получили температурные шкалы Фаренгейта и Цельсия, Кельвина.

Просит учащихся дать характеристику термометрам.

Осуществляют взаимоконтроль

Таблицу с зашториванием в SMART Board

4. Устройство и принцип действия приборов

Работают в группах.

Изучают термометры

Показывает презентации:

Дают характеристику термометров по плану:

1.Назначение

2.Устройство

3.Принцип действия

4. Применение

V. Физкультурная минутка

Измеряют температура тела

Выполняют друг другу

VI. Обобщение изученного материала

-Как меняется давление газа при изменении его температуры (при

постоянном объеме)?

-Как меняются размеры твердых тел и жидкостей при изменении их температуры?

-Что мы понимаем под температурой вещества?

-Сформулируйте правила измерения температуры воды, воздуха. Какие температурные шкалы вам известны?

-Какие точки приняты в качестве основных на шкале Цельсия?

Ответы учащихся

VII. Рефлексия

Учащимся предлагается заполнить листы рефлексии.

  • сегодня я узнал…

  • было интересно…

  • я приобрел…

  • меня удивило…

  • урок дал мне для жизни…

  • мне захотелось…и я

Заполняют таблицу «Рефлексия», оценивая свою работу на уроке

Самооценка

VIII. Заключение

Благодарит всех за работу, напоминает, о том, что нужно бережно относиться к своим глазам ( очень важное правильное питание ) и угощает всех морковью и черникой

Упражнение №1. Решение задач 1-8 Домашнее задание: § 2, ответить на вопросы к параграфам,экперемент №1

Тепловое движение.

Температура — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, поэтапного формирования умственных действий, развития исследовательских навыков.

Цели: провести вводный инструктаж по технике безопасности в кабинете физики; сформировать знания о понятиях тепловое движение, температура; познакомить с основными характеристиками тепловых процессов и тепловым движением как особым видом движения.

Формируемые УУД: предметные: научиться объяснять основные закономерности теплового движения частиц тела и их связь с температурой тела; приводить примеры различных тепловых явлений; объяснять принцип действия термометра и пользоваться им; проводить измерение температуры тел; метапредметные: планировать учебное сотрудничество; с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации; самостоятельно выделять познавательную цель, проявлять познавательную инициативу; понимать различие между теоретическими моделями и реальными объектами; строить логическую цепь рассуждений; устанавливать причинно-следственные связи; личностные: формирование мотивации учебной деятельности и учебно-познавательного интереса, самооценки на основе критерия успешности.

Приборы и материалы: химическая пробирка с пробкой с индикатором давления, стаканы с горячей, теплой и холодной водой, жидкостные термометры, кристаллы медного купороса, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие. Учитель проводит вводный инструктаж по технике безопасности в кабинете физики.)

II. Актуализация знаний

— Как называются частицы, из которых состоят вещества?

— Какие наблюдения свидетельствуют о том, что размеры молекул малы?

— Какие явления показывают, что вещества состоят из частиц, разделенных промежутками?

— Как изменяется объем тела при уменьшении или увеличении расстояния между частицами?

— Что такое диффузия?

— Одинаково ли быстро протекает диффузия в газах, жидкостях и твердых телах?

— Почему твердые тела и жидкости не распадаются на отдельные молекулы?

— Какие явления указывают на то, что молекулы не только притягиваются друг к другу, но и отталкиваются?

— Что известно о молекулах одного и того же вещества?

— Какие три состояния вещества вы знаете?

— Имеются ли различия между молекулами льда, воды, водяного пара?

— Как расположены и как движутся молекулы в газах, жидкостях и в твердых телах?

III. Изучение нового материала

В окружающем мире происходят различные физические явления, которые связаны с нагреванием и охлаждением тел. Слова “холодный”, “теплый”, “горячий” указывают на различную степень нагретости тела и говорят о различной температуре. Для объективности измерений температуры были созданы различного рода термометры. Убедимся, что при повышении температуры газа возрастает его давление на стенки сосуда.

Демонстрация 1. Опустим химическую пробирку, закрытую пробкой с индикатором давления, в стакан с теплой водой. В результате давление на индикаторе повышается.

Опыт показывает, что в основном все твердые тела и жидкости расширяются при повышении температуры. Следовательно, явление теплового расширения тел тоже может быть использовано для измерения температуры.

В повседневной деятельности мы часто встречаемся с понятиями холодно, горячо, но ощущение тепла и холода является субъективным фактором. В субъективности теплового ощущения можно убедиться, проведя опыты.

(Ученики проводят демонстрации опытов.)

Демонстрация 2. Установим на столе три сосуда с водой: первый — с горячей водой, второй — с холодной, третий — с теплой. Поместим левую руку в сосуд с горячей водой, а правую — в сосуд с холодной водой. Через некоторое время опустим обе руки в сосуд с теплой водой. Теперь правая рука ощущает тепло, а левая — холод, хотя обе руки находятся в сосуде с теплой водой.

Демонстрация 3. Дотронемся левой рукой до деревянного предмета, а правой — до металлического. Левая рука ощущает тепло, правая — холод, хотя предметы находятся в одном помещении при одной и той же температуре.

Вывод. С помощью ощущений судить о температуре невозможно.

Изобрел первый прибор для объективной оценки температуры в 1592 г. итальянский ученый Галилео Галилей. Термоскоп Галилея представлял собой запаянный стеклянный цилиндр с жидкостью, в которой плавают стеклянные сосудики-буйки. Этот термоскоп был очень чувствителен к изменению температуры.

Газовые термометры работают по тому же принципу, что и жидкостные, только в качестве рабочего вещества в них используется инертный газ. Газовые термометры используются как эталонные, по ним градуируют и проверяют другие термометры.

Наиболее широкое применение на практике приобрели жидкостные термометры, в которых для регистрации температуры используется тепловое расширение жидкости. Чаще всего для этих целей используют ртуть или подкрашенный спирт.

Для измерения температуры с помощью термометра нужно:

• определить диапазон температур, в котором можно производить измерения с помощью данного термометра;

• определить цену деления шкалы и точность измерения температуры с помощью данного термометра.

Совершенствованием термометров занимались многие ученые. Каждый из них создавал свою шкалу. Некоторые из этих шкал имели широкое распространение, другие — быстро забылись.

Во Франции и в дореволюционной России применялась шкала Реомюра, предложенная французским естествоиспытателем Р. Реомюром в 1730 г. В Англии и США до сих пор используется шкала Фаренгейта. Температура кипения воды по шкале Реомюра равна 80 °R, по шкале Фаренгейта — 212 °F.

Шведский ученый Андерс Цельсий предложил использовать шкалу, в которой температура плавления льда при нормальном давлении принималась за 100 градусов, а температура кипения воды — за 0 градусов. В 1745 г., уже после смерти Цельсия, шкала была переработана Карлом Линнеем. За 0 °С стали принимать температуру плавления льда, а за 100 °С — кипения воды. Шкала Цельсия широко используется в настоящее время.

Британский ученый Уильям Томсон (получивший впоследствии за научные заслуги титул лорда Кельвина) в 1848 г. предложил ввести новую шкалу температур, нулевая точка которой соответствует абсолютному нулю, а ценой деления будет градус Цельсия. Эта абсолютная шкала на сегодняшний день известна как термодинамическая шкала Кельвина. Ее нулевой уровень соответствует -273,15 °С.

В настоящее время в большинстве стран для научных и практических целей используется Международная практическая температурная шкала.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационные ролики 2 “Шкала Цельсия” и 3 “Шкала Фаренгейта” из электронного приложения к учебнику.)

Важно отметить, что любое измерение температуры требует времени. Время необходимо для того, чтобы термометр мог войти в состояние теплового равновесия с телом, температуру которого мы измеряем. Фактически термометр показывает собственную температуру, которая в состоянии теплового равновесия равна температуре тела.

Вам уже известно, что диффузия при более высокой температуре происходит быстрее. Для доказательства этого факта проведем опыт.

Демонстрация 4. Опустим два кристаллика медного купороса в стакан с холодной и горячей водой. Во втором стакане скорость диффузии будет выше.

Вывод. Скорость движения молекул и температура связаны между собой.

Наблюдение за явлением диффузии позволило установить, что скорость движения частиц вещества зависит от температуры. Теплая вода состоит из таких же молекул, как и холодная, разница между ними лишь в скорости движения молекул. Каждая молекула движется по очень сложной траектории. Беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела, называют тепловым движением. В тепловом движении участвуют все молекулы тела.

Вывод. Температура — это физическая характеристика состояния вещества, определяемая средней кинетической энергией хаотичного движения частиц вещества. С ростом температуры растет их средняя кинетическая энергия.

Важнейшим понятием тепловых явлений является тепловое движение. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называется тепловым движением. Тепловое движение отличается от механического тем, что в нем участвуют очень много частиц и каждая движется беспорядочно. Тепловое движение никогда не прекращается. Оно может лишь менять интенсивность. Траектория одной молекулы — ломаная линия. Чем больше частиц в веществе, тем более замысловатую форму имеет траектория отдельной частицы. Элементарный фрагмент такой ломаной — длина свободного пробега от соударения до соударения одной частицы с другой.

IV. Закрепление изученного материала

— Что понимают под температурой вещества?

— Как меняется давление газа при изменении его температуры (при постоянном объеме)?

— Как меняются размеры твердых тел и жидкостей при изменении их температуры?

— Сформулируйте правила измерения температуры воды, воздуха.

— Какие температурные шкалы вам известны?

— Какие точки приняты в качестве основных на шкале Цельсия?

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Бассейн”.)

Каждый ученик с помощью магнита указывает свою фамилию на нарисованном на ватмане бассейне. Названия уровней бассейна:

1. Утонул в непонимании вначале.

2. Захлебнулся в середине дистанции.

3. Доплыл до финиша, но очень устал.

4. Доплыл с уверенностью до финиша.

5. Установил личный рекорд.

Домашнее задание

1. § 1 учебника, вопросы к параграфу.

2. Сборник задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой: № 915, 916.

3. Выполнить экспериментальное задание (по желанию). В стакан с холодной водой осторожно долить горячей воды. Измерить температуру воды у дна стакана, в середине и у поверхности.

— Какой можно сделать вывод?

— Как правильно измерять температуру жидкости?

Температура

ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА

Почему мы следим за температурой воздуха: Температура воздуха влияет на температуру воды.

Что влияет на температуру воздуха: На температуру воздуха влияет энергия солнца, погодные условия и времена года.

Методы:

1.Включите термометр и убедитесь, что он установлен в градусах Цельсия (° C).

2. Сначала измерьте температуру воздуха, поместив термометр в тени. и дайте термометру приспособиться к условиям окружающей среды не менее 1 минуты перед тем, как запись.

ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ

Почему мы следим за температурой воды: Температура воды влияет на скорость химических и биологических процессов и влияет другие измеряемые параметры (например,грамм. при повышении температуры максимальное количество растворенных кислород уменьшается). Температура воды — один из важнейших параметров для водных видов спорта. организмы. Многие животные адаптировались к определенному диапазону температур и температур. теплее, чем они, может вызвать стресс или даже смерть. Например, форель холодноводная. рыба, которая плохо выживает при температуре воды выше 20 ° C.

Что влияет на температуру воды: Температура воды определяется климатом водосбора, сезонными особенностями и местные влияния.Летом озера и водохранилища обычно имеют слой теплой и менее плотной воды, которая плавает над более холодной и плотной водой на дне резервуара. Разница в плотности между этими двумя слоями создает удивительный сопротивление смешиванию, поэтому два слоя остаются отдельными в течение большей части лета. Осенью температура на поверхности снижается, и озеро в конечном итоге смешивается с сверху вниз.Зимнее озеро, особенно с ледяным покровом, может иметь «обратную стратификацию». где немного более теплая вода плавает над самой плотной водой, что происходит примерно на 4,5 ° С. Весной озеро перемешивается сверху вниз. Потепление поздней весны а летнее солнце снова создает тепло позже.

Местные факторы, влияющие на температуру в озере, включают сбросы более теплой воды вверх по течению. из природных источников или охлаждающей воды от электростанций, затенение, обеспечиваемое прибрежной полосой зона (растительность по краю озера), глубина озера и количество взвешенных материал в воде.запись температуры.

Методы:

1. Измерьте температуру воды, погрузив термометр на две трети ниже поверхность воды.

2. Произведите измерение в центральной точке потока.

3.Дайте термометру приспособиться к температуре воды не менее 1 минуты перед тем, как вынуть градусник из воды и быстро.

Инструкция по температуре Stream Side Science (отлично подходит для ламинирования) и использования в группе.

Узнать больше о температуре.

Термометры и температурные весы — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите несколько различных типов термометров
  • Преобразование температур между шкалами Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Любое физическое свойство, которое постоянно и воспроизводимо зависит от температуры, может быть использовано в качестве основы для термометра.Например, для большинства веществ объем увеличивается с повышением температуры. Это свойство лежит в основе обычных спиртовых термометров и оригинальных ртутных термометров. Другие свойства, используемые для измерения температуры, включают электрическое сопротивление, цвет и излучение инфракрасного излучения ((Рисунок)).

Поскольку многие физические свойства зависят от температуры, разнообразие термометров примечательно. (а) В термометрах этого распространенного типа спирт, содержащий красный краситель, расширяется быстрее, чем окружающее его стекло.Когда температура термометра увеличивается, жидкость из груши выталкивается в узкую трубку, вызывая большое изменение длины столбика при небольшом изменении температуры. (b) Каждый из шести квадратов на этом пластиковом (жидкокристаллическом) термометре содержит пленку из различного термочувствительного жидкокристаллического материала. Ниже все шесть квадратов черные. Когда пластиковый термометр подвергается воздействию температуры, первый квадрат жидкого кристалла меняет цвет. Когда температура достигает значения выше, второй жидкокристаллический квадрат также меняет цвет и так далее.(c) Пожарный использует пирометр для проверки температуры системы вентиляции авианосца. Пирометр измеряет инфракрасное излучение (излучение которого зависит от температуры) от вентиляционного отверстия и быстро считывает температуру. Инфракрасные термометры также часто используются для измерения температуры тела, осторожно помещая их в слуховой проход. Такие термометры более точны, чем спиртовые термометры, помещенные под язык или в подмышку. (Фото b: модификация работы Тесс Уотсон; кредит c: модификация работы Ламеля Дж.Хинтон, ВМС США)

Термометры измеряют температуру в соответствии с четко определенными шкалами измерения. Три наиболее распространенных температурных шкалы — это шкала Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Температурные шкалы создаются путем определения двух воспроизводимых температур. Обычно используются температуры замерзания и кипения воды при стандартном атмосферном давлении.

По шкале Цельсия точка замерзания воды равна, а точка кипения — Единица измерения температуры на этой шкале — градус Цельсия.Шкала Фаренгейта (по-прежнему наиболее часто используемая для обычных целей в Соединенных Штатах) имеет точку замерзания воды и точку кипения. Единицей измерения является градус Фаренгейта (). Вы можете видеть, что 100 градусов по Цельсию охватывают тот же диапазон, что и 180 градусов по Фаренгейту. Таким образом, разница температур в один градус по шкале Цельсия в 1,8 раза больше, чем разница в один градус по шкале Фаренгейта, или

.

Определение температуры в терминах движения молекул предполагает, что должна быть минимально возможная температура, при которой средняя кинетическая энергия молекул равна нулю (или минимуму, разрешенному квантовой механикой).Эксперименты подтверждают существование такой температуры, называемой абсолютным нулем. Абсолютная шкала температуры — это шкала, нулевая точка которой равна абсолютному нулю. Такие шкалы удобны в науке, потому что несколько физических величин, например объем идеального газа, напрямую связаны с абсолютной температурой.

Шкала Кельвина — это шкала абсолютных температур, которая обычно используется в науке. Единица измерения температуры в системе СИ — кельвин , которая обозначается аббревиатурой K (без знака градуса).Таким образом, 0 K является абсолютным нулем. Температура замерзания и кипения воды составляет 273,15 К и 373,15 К соответственно. Следовательно, разница температур одинакова в кельвинах и градусах Цельсия, или

.

Соотношения между тремя общими температурными шкалами показаны на (Рисунок). Температуры на этих шкалах можно преобразовать с помощью уравнений на (Рисунок).

Показаны взаимосвязи между температурными шкалами Фаренгейта, Цельсия и Кельвина. Также показаны относительные размеры чешуек.

Чтобы преобразовать градусы Фаренгейта в градусы Кельвина, на промежуточном этапе преобразуйте в градусы Цельсия.

Шкала Кельвина является частью системы единиц СИ, поэтому ее фактическое определение более сложное, чем приведенное выше. Во-первых, он определяется не в терминах точек замерзания и кипения воды, а в терминах тройной точки. Тройная точка — это уникальное сочетание температуры и давления, при котором лед, жидкая вода и водяной пар могут стабильно сосуществовать.Как будет обсуждаться в разделе о фазовых превращениях, сосуществование достигается за счет снижения давления и, следовательно, точки кипения для достижения точки замерзания. Температура тройной точки определяется как 273,16 К. Это определение имеет то преимущество, что, хотя температура замерзания и температура кипения воды зависят от давления, существует только одна температура тройной точки.

Во-вторых, даже при наличии двух точек на шкале разные термометры дают несколько разные результаты для других температур.Поэтому требуется стандартный градусник. Метрологи (специалисты в области измерений) выбрали для этой цели газовый термометр постоянного объема . Сосуд постоянного объема, наполненный газом, подвергается изменениям температуры, и измеренная температура пропорциональна изменению давления. Используя «TP» для представления тройной точки,

Результаты в некоторой степени зависят от выбора газа, но чем менее плотен газ в баллоне, тем лучше совпадают результаты для разных газов.Если результаты экстраполировать на нулевую плотность, результаты согласуются достаточно хорошо, при этом нулевое давление соответствует температуре абсолютного нуля.

Газовые термометры постоянного объема большие и медленно приходят в состояние равновесия, поэтому их используют в основном в качестве эталонов для калибровки других термометров.

Сводка

  • Три типа термометров: спиртовые, жидкокристаллические и инфракрасные (пирометры).
  • Три основных температурных шкалы: Цельсия, Фаренгейта и Кельвина.Температуры можно преобразовать из одной шкалы в другую с помощью уравнений преобразования температуры.
  • Три фазы воды (лед, жидкая вода и водяной пар) могут сосуществовать при одном давлении и температуре, известных как тройная точка.

Концептуальные вопросы

Если позволить термометру прийти в равновесие с воздухом, а стакан воды не находится в равновесии с воздухом, что произойдет с показаниями термометра, когда он будет помещен в воду?

Приведите пример физического свойства, которое изменяется в зависимости от температуры, и опишите, как оно используется для измерения температуры.

Проблемы

Во время поездки за пределы США вы чувствуете себя больным. Ваш компаньон дает вам градусник, который показывает, что ваша температура 39. На какой шкале он находится? Какая у вас температура по Фаренгейту? Следует ли вам обращаться за медицинской помощью?

Это должно быть по Цельсию. Ваша температура по Фаренгейту — Да, пора лечиться.

Каковы следующие температуры по шкале Кельвина?

(a) температура в помещении, иногда рекомендуемая для энергосбережения зимой

(b) одна из самых высоких атмосферных температур, когда-либо зарегистрированных на Земле (Долина Смерти, Калифорния, 1913 г.)

(в) температура поверхности Солнца

(a) Предположим, что в вашу местность дует холодный фронт и температура снизится на 40.0 градусов по Фаренгейту. На сколько градусов Цельсия понижается температура при понижении на? (b) Покажите, что любое изменение температуры в градусах Фаренгейта составляет девять пятых изменения в градусах Цельсия

.

В статье Associated Press об изменении климата говорится: «Часть шельфового ледника, вероятно, исчезла в те времена, когда на планете было от 36 градусов по Фаренгейту (2 градуса Цельсия) до 37 градусов по Фаренгейту (3 градуса Цельсия) теплее, чем сегодня». Какую ошибку допустил репортер?

(a) При какой температуре шкалы Фаренгейта и Цельсия имеют одинаковое числовое значение? (б) При какой температуре шкала Фаренгейта и Кельвина имеют одинаковое числовое значение?

а.; б. 575 К

Человек, измеряющий температуру в морозильной камере в градусах Цельсия, делает две ошибки: сначала пропускает отрицательный знак, а затем думает, что температура равна Фаренгейту. То есть человек читает как. Как ни странно, результат — правильная температура по Фаренгейту. Какое исходное значение по Цельсию? Округлите ответ до трех значащих цифр.

Что такое точка росы? Это измеряется или рассчитывается? Ответы на вопросы читателей (видео)

КЛИВЛЕНД, Огайо — Вы когда-нибудь слышали слово «точка росы» и не понимали, что это такое и откуда оно взялось? Метеоролог Келли Рирдон отвечает на вопрос сегодняшнего читателя: что такое точка росы и измеряется ли она или рассчитывается, и если измеряется, какое устройство это делает?

Определение

Согласно Национальной метеорологической службе, точка росы — это температура, до которой воздух должен быть охлажден для достижения насыщения.Чем выше точка росы, тем больше влаги в воздухе.

Температура точки росы — отличный показатель того, насколько комфортно вы будете себя чувствовать на улице. Чем выше точка росы, тем труднее испаряться поту на коже, и тем горячее и неприятнее на ощупь.

Температура точки росы ниже 50 градусов считается сухой, 50-68 градусов — комфортной, 69-76 градусов — неудобной, а температура выше 77 градусов — крайне неудобной.

Измерено или рассчитано?

Теперь это измеряется или рассчитывается? Это может быть и то, и другое! Точку росы можно как измерить с помощью гигрометра, так и рассчитать по значению относительной влажности.

Как это измерить?

Точку росы можно непосредственно измерить с помощью гигрометра точки росы. Это немного сложно, поэтому давайте разберемся с этим. В гигрометре точки росы есть несколько различных компонентов: камера с зеркалом, световой луч и световой датчик. Когда воздух в камере охлаждается до точки росы, на зеркале образуется роса.

Роса, представляющая собой совокупность очень крошечных капелек воды, блокирует часть падающего света.Детектор света может определять это блокирование света, указывая на то, что воздух достиг точки росы. Итак, как только на зеркале образуется роса и свет блокируется, это температура точки росы воздуха.

Гигрометры точки росы размером с небольшой ноутбук, и вы можете купить их в Интернете. Многие энтузиасты погоды, офисы Национальной метеорологической службы и аэропорты используют их для прогнозирования точки росы.

Однако в большинстве случаев проще рассчитать его по значению относительной влажности.

Базовое визуальное представление гигрометра точки росы.

Как рассчитать?

Психрометр строп.

Точку росы можно рассчитать, используя температуру воздуха и значение относительной влажности, которые измеряются с помощью так называемого психрометра.

Психрометр — это металлический стержень длиной около 6 дюймов, к которому сверху прикреплен термометр. Чтобы получить измерение, вы держите основание и поворачиваете кусок термометра — черную часть изображения выше.

Стропный психрометр измеряет относительную влажность путем измерения двух температур: фактической температуры воздуха (по сухому термометру) и так называемой температуры по влажному термометру.

Температура по влажному термометру — это температура воздуха, если бы он был охлажден до насыщения за счет испарения — аналогично точке росы.

Если бы у вас был контейнер с воздухом, температура по смоченному термометру была бы такой же, как если бы весь водяной пар испарился из него. Испарение — это процесс охлаждения, поэтому вы всегда чувствуете холод, выходя из душа или бассейна; вода испаряется с вашей кожи!

Смоченный термометр психрометра окружен влажной губкой, и когда вы поворачиваете ее вокруг механизма, вода испаряется, охлаждая термометр до показаний температуры по влажному термометру.

Чем быстрее испаряется вода в полотенце или губке, тем ниже температура по влажному термометру и суше воздух.

Вы можете использовать температуру по сухому и влажному термометру, чтобы определить влажность, и на основании этого можно рассчитать точку росы. В таблице ниже приведен список значений, показывающих соотношение между влажностью и температурой по сухому и влажному термометру.

Взаимосвязь между температурой по сухому и влажному термометру и относительной влажностью.

После того, как вы найдете значение относительной влажности из этой таблицы, вы можете найти соответствующую температуру точки росы, если у вас есть фактическая температура воздуха.

Взаимосвязь между точкой росы, температурой воздуха и относительной влажностью.

Этот график составлен с использованием следующего приближения для определения точки росы по фактической температуре воздуха и относительной влажности.

Приближение температуры точки росы по температуре воздуха и относительной влажности.

Продолжайте проверять cleveland.com/weather, чтобы дважды в день получать обновления погоды для северо-востока Огайо, и не забывайте задавать любые вопросы о погоде, которые могут у вас возникнуть!

Келли Рирдон из Кливленда.ком метеоролог. Пожалуйста, подпишитесь на меня в Facebook и Twitter @ kreardon0818.

Абсолютная влажность: определение и уравнение — видео и стенограмма урока

Абсолютная влажность

Абсолютная влажность — это масса водяного пара, деленная на массу сухого воздуха в определенном объеме воздуха при определенной температуре. Чем теплее воздух, тем больше воды он может впитать. Абсолютная влажность — это мера водяного пара или влаги в воздухе независимо от температуры.Выражается в граммах влаги на кубический метр воздуха (г / м3).

Максимальная абсолютная влажность теплого воздуха при 30 ° C (86 ° F) составляет примерно 30 г водяного пара или 30 г / м3. Максимальная абсолютная влажность холодного воздуха при температуре замерзания 0 ° C (32 ° F) составляет примерно 5 г водяного пара или 5 г / м3. Это будет разница между влажностью в летние месяцы и влажностью в зимние месяцы. Более теплый воздух содержит больше воды, тогда как более холодный воздух содержит меньше воды.

Пример

В качестве примера рассмотрим два контейнера:

Сравнение влажности летом и зимой

Емкость 1 имеет максимальный объем 30 г воды и заполнена наполовину, или на 50% своей вместимости. Второй контейнер имеет максимальный объем 5 г воды и заполнен на три четверти, или 75% его вместимости. Первый контейнер содержит в четыре раза больше воды, чем второй, но на самом деле содержит более низкий процент относительной влажности.

Если мы теперь назовем первый контейнер «летом», а второй контейнер «зимой», мы сможем различать абсолютную и относительную влажность.

Относительная влажность

Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности в данный момент времени к максимально возможной влажности, которая зависит от текущей температуры воздуха. Относительная влажность не говорит нам, сколько водяного пара содержится в воздухе, но какой процент от максимального давления пара был достигнут.

Например, допустим, максимальное давление пара позволяет определенному объему воздуха удерживать 100 кг воды.Предположим, в этом объеме воздуха содержится всего 40 кг воды. Относительная влажность будет 40 килограммов из 100 килограммов, или 40%, потому что используется только 40% максимального давления пара.

Значение относительной влажности 100% означает, что воздух полностью насыщен водяным паром и больше не может удерживать воду. При таких условиях может идти дождь. Конечно, для того, чтобы пошел дождь, относительная влажность не должна быть на уровне 100 процентов, но она должна быть на 100 процентов выше там, где образуются облака.Влажность на земле может быть намного меньше.

В целом люди очень чувствительны к влажности, и наша кожа полагается на воздух, чтобы избавиться от влаги или пота. Если воздух имеет 100-процентную относительную влажность, пот на нашей коже не испаряется в воздух, и мы будем очень потными и несчастными. Мы чувствуем себя намного теплее, чем реальная температура, когда относительная влажность выше, чем когда относительная влажность низкая. Когда относительная влажность низкая, мы чувствуем себя более прохладными, чем реальная температура, потому что наш пот легко испаряется, охлаждая нас.

Желаемая влажность

Людям нужна влажность от 40 до 60 процентов в окружающей среде, и осушители и увлажнители помогают нам в достижении этих целей. Большинство кондиционеров и тепловых насосов обеспечивают некоторое осушение наружного воздуха летом. Плесень возникает, если в воздухе слишком много влажности. Зимой рекомендуется использовать увлажнитель воздуха, чтобы поддерживать температуру на нужном уровне, чтобы избежать респираторных проблем с низкой влажностью.

Краткое содержание урока

Абсолютная влажность — это мера водяного пара или влажности в воздухе независимо от температуры.Выражается в граммах влаги на кубический метр воздуха (г / м3). Максимальная абсолютная влажность теплого воздуха при 30 градусах Цельсия (86 градусов F) составляет примерно 30 г водяного пара или 30 г / м3. Максимальная абсолютная влажность холодного воздуха при 0 ° C (32 ° F) составляет примерно 5 г водяного пара или 5 г / м3. Это будет разница между влажностью в летние месяцы и влажностью в зимние месяцы. Более теплый воздух содержит больше воды, тогда как более холодный воздух содержит меньше воды.

Относительная влажность — это отношение абсолютной влажности в данный момент времени к максимально возможной влажности, которая зависит от текущей температуры воздуха.Мы чувствуем себя намного теплее, чем реальная температура, когда относительная влажность выше, чем когда относительная влажность низкая.

Принцип гигрометра и его использование в фармацевтике: Фармацевтическое руководство

Знайте, как гигрометр работает при определении относительной влажности в фармацевтическом производстве и его использовании для контроля влажности.

Гигрометры — незаменимое устройство для фармацевтики, поскольку влажность окружающей среды оказывает большое влияние на фармацевтические продукты во время производства.Относительная влажность атмосферы измеряется гигрометром в процентах.

Гигрометр содержит два термометра, один из которых называется сухим термометром, а второй — влажным термометром. Судя по их названиям, сухая лампочка остается сухой на воздухе, а лампочка окружена ватным фитилем, который опускают в воду. Влажный термометр играет основную роль в измерении влажности.

Гигрометр работает с феноменом, называемым испарительным охлаждением. Когда вода испаряется с любой поверхности, она становится прохладной, потому что молекулы воды забирают тепловую энергию с поверхности во время испарения.Из-за этого охлаждающего эффекта влажный термометр всегда показывает более низкую температуру, чем сухой термометр. Это можно понять по условиям, когда вам очень жарко и вы принимаете ванну с водой. Вода испаряется из нашего тела, забирая немного тепла, и на какое-то время вы чувствуете прохладу.

Испарение воды с поверхности влажного термометра обратно пропорционально влажности в атмосфере. В сухой атмосфере при низкой влажности испарение воды будет сильным, что приведет к более низкому снижению температуры мокрого жира.Но когда атмосфера влажная и имеет более высокую влажность, испарение воды по влажному термометру остается низким, что приводит к меньшему снижению температуры по влажному термометру. При 100-процентной влажности температура сухого и влажного термометра будет одинаковой из-за отсутствия испарения воды из влажного термометра, следовательно, не будет эффекта охлаждения.

Относительная влажность определяется разницей температур термометра с сухим термометром и термометра по мокрому термометру. В гигрометрах всегда используется вода. Когда мы используем спирт во влажном термометре, температура падает очень быстро и дает большую разницу между сухими и влажными луковицами, потому что вода испаряется с поверхности влажного термометра быстрее, чем вода, обеспечивая больший охлаждающий эффект.Но когда мы используем масло во влажном термометре, не имеющем испарения, температура обеих ламп остается одинаковой из-за отсутствия охлаждающего эффекта. Гигрометры всегда используются в фармацевтическом производстве, потому что многие фармацевтические ингредиенты гигроскопичны, а высокая влажность может вызвать проблемы при составлении этих соединений. В цехах по производству капсул необходимо поддерживать влажность ниже 40% из-за гигроскопичности желатина. Твердые желатиновые капсулы и другие гигроскопичные ингредиенты хранят в условиях низкой влажности.

Относительная влажность определяется по следующей таблице.

Анкур Чоудхари — первый профессиональный фармацевтический блоггер в Индии, автор и основатель Pharmaceutical Guidelines, широко читаемого фармацевтического блога с 2008 года. Подпишитесь на бесплатные обновления по электронной почте, чтобы получать ежедневную дозу фармацевтических советов.
.moc.enilediugamrahp @ ofni: liamEN. Нужна помощь: Задайте вопрос