2015/02/07

Как термометр измеряет температуру?

Термометр – это инструмент для измерения температуры чего-либо. Когда ты болеешь, мама ставит тебе его подмышку – это термометр для определения температуры тела или по-другому – градусник. Если ты здоров, твоя средняя температура составит 36,60С. За окном тоже висит термометр. Он помогает нам определять температуру воздуха на улице. По нему ты узнаешь тепло или холодно на улице, и что нужно одеть, чтобы было комфортно. Термометром можно определить и температуру жидкости, например, прогрелась ли вода в бассейне или в море. И даже температуру почвы – насколько она прогрета или насколько она промерзла.

Температура любого объекта измеряется в градусах. Существуют разные виды шкал для измерения температуры: шкала Цельсия, шкала Фаренгейта, шкала Кельвина, шкала Реомюра. Числовые показатели этих шкал отличаются, но принцип измерения всегда одинаковый. Например, если за окном 00 по шкале Цельсия, то по шкале Фаренгейта это будет 320, но температура воздуха от этого не меняется и тебе в любом случае придется одеться потеплее. В России используется шкала Цельсия, а вот в США предпочитают шкалу Фаренгейта. 

А откуда термометр знает, какая температура у того или иного объекта?
Обычный термометр выглядит как колбочка со специальными отметками. Внутри колбочки находится жидкость. Чаще всего это ртуть, но может быть также и окрашенный спирт. Ртуть идеально подходит для термометров, потому что легко переходит из твердого состояния в жидкое. Когда ты измеряешь температуру тела, металлическая часть градусника нагревается и передает тепло ртути. Ртуть в свое время тоже нагревается, становится жидкой, расширяется и начинает подниматься вверх по колбе. Когда ртуть остановится, ты можешь посмотреть температуру своего тела. Всегда будь осторожен с ртутным градусником! Ртуть опасна для человека. Вдыхание ее паров приводит к сильному отравлению.

Цифровые градусники работают по другому принципу. Вместо ртути температуру тела здесь определяет компьютерный чип. Измерять температуру таким градусником гораздо быстрее, потому что нет необходимости ждать, пока нагреется ртуть. Чип считывает информацию и передает ее на табло градусника.

А вот за твоим окном висит скорее всего механический термометр. Его принцип действия тоже основан на свойстве тел увеличиваться при нагревании. Вместо ртути в нем используется металлическая пластина, которая при нагревании изгибается и двигает стрелку на циферблате в сторону увеличения температуры.

Кроме ртутных и цифровых градусников существуют еще инфракрасные, оптические, газовые и много еще какие. Если тебе интересно, найди и почитай про них сам. Кстати самый первый термометр был изобретен Галилео Галилеем. Он сильно отличался от градусников нашего времени – это была колбочка с водой и поплавками, наполненными разноцветным спиртовым раствором. В зависимости от температуры поплавки всплывали или наоборот оседали на дно колбы.

© SmartOwl

Эксперимент: Термометр своими руками
Тебе понадобится:
  • водопроводная вода
  • медицинский спирт
  • чистая пластиковая бутылка с узким горлом
  • пищевой краситель
  • коктейльная трубочка
  • кусочек пластилина

  1. Налей в бутылку равные части воды и спирта так, чтобы бутылка была наполнена не более, чем на ¼.
  2. Добавь любой пищевой краситель и размешай.
  3. Опусти трубочку в бутылку так, чтобы она не упиралась в дно.
  4. Зафиксируй трубочку пластилином к горлышку бутылки.
  5. Согрей бутылку (руками или, поставив в теплое место) и наблюдай за происходящим.
Ты уже понял, что жидкость при нагревании увеличивается в объеме, т.е. расширяется. Когда ты нагреваешь жидкость в бутылке, она начинает расширяться и подниматься по трубочке вверх. Понаблюдай за своим термометром в течение дня и посмотри, как меняется температура. Пробуй разные варианты: ставь в тень, на солнышко, нагревай, остужай. Для наглядности рисуй отметки перманентным маркером на бутылке.

Задания:
  1. Скачай лист с заданием и определи температуру на термометрах. Попроси маму или папу помочь тебе.
  2. Используя разные градусники, измерь температуру своего тела, температуру воздуха на улице, температуру в твоей комнате, температуру воды в ванной.