Термометры
Раз ощущениям температуры доверять нельзя, нужен объективный прибор. Термометром ты пользовался всю жизнь, но разберём, на каком физическом принципе он вообще работает.
Принцип действия жидкостного термометра
ПРИНЦИП
Жидкостный термометр использует тепловое расширение: при нагревании жидкость (обычно подкрашенный спирт или ртуть) внутри узкой трубки расширяется и поднимается, при охлаждении — сжимается и опускается. Высота столбика жидкости однозначно связана с температурой.
На молекулярном уровне это легко объяснить: при нагревании частицы жидкости движутся интенсивнее и в среднем чуть дальше друг от друга — жидкость немного увеличивается в объёме.
Виды термометров
| Тип | Принцип действия |
|---|---|
| Жидкостный | тепловое расширение жидкости в трубке |
| Механический (биметаллический) | разное тепловое расширение двух скреплённых металлов вызывает изгиб пластины |
| Электронный (цифровой) | изменение электрического сопротивления датчика с температурой |
| Инфракрасный | измеряет тепловое излучение тела без контакта с ним |
Почему термометр всегда должен прийти в тепловое равновесие с телом
Термометр показывает СВОЮ собственную температуру, а не температуру измеряемого тела напрямую. Только когда термометр и тело придут в тепловое равновесие (их температуры сравняются), показание термометра станет верным для измеряемого тела.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
Жидкостный термометр работает за счёт теплового расширения жидкости. Существуют также механические, электронные и инфракрасные термометры. Термометр показывает верную температуру только после наступления теплового равновесия с измеряемым телом.
Вопросы и ответы
Потому что тепловое равновесие между термометром и телом наступает не мгновенно — теплопередаче нужно время, чтобы температуры выровнялись. Именно поэтому, например, ртутный термометр держат под мышкой несколько минут, а не секунду.
Любое тело излучает невидимое инфракрасное (тепловое) излучение, интенсивность которого зависит от температуры. Инфракрасный термометр улавливает это излучение и по нему рассчитывает температуру, поэтому ему не нужен физический контакт и время на выравнивание температур.
Ртуть — токсичное вещество, и при разбитии термометра пары ртути опасны для здоровья. Современные термометры чаще используют подкрашенный спирт (безопаснее при разбитии) или вовсе переходят на электронный принцип измерения без всякой жидкости.
Оцените урок:


