Навколо нас відбуваються постійні температурні зміни; змінюється температура повітря, опалюємо приміщення, приготуємо їжу і. т. д. Явища розширення тіл при нагріванні доводиться враховувати в техніці і побуті. Наприклад, якщо Ви припускаєте зберігати гас в теплому приміщенні, то Вам не потрібно наповнювати бідон до країв, т. К. При нагріванні в теплому приміщенні гас розшириться, і частина його виллється. Або, для нормального розвитку рослин необхідна певна температура. Температура грунту і повітря не буває постійною, тому під впливом температурних коливань відбувається зміна обсягу повітря в проміжках між грунтовими частинками. Агроному або садівникові важливо знати температури грунту, особливо у весняний період, коли починаються посівні роботи. Чи готова грунт для посіву, чи достатньо прогріта? Заморозки (зниження температури повітря) викликають загибель рослин або відмирання їх частин. Пошкодження рослин від заморозків залежить від виду і температури заморожування.
poyatie_temperatury_i_ee_izmerenie.docx
МБОУ ЗОШ с. Аянгати.
Науково-практична конференція
Поняття температури і її вимір.
Виконала Шожут Сайзана учениця 11 клас МБОУ ЗОШ с. Аянгати.
Керівник: Шокарев А. Б. - вчитель фізики МБОУ ЗОШ с. Аянгати.
1. Поняття температури. Теплове рівновагу.
2. Термометри та температурні шкали.
3. Температура та її вимірювання.
4. Приклади теплових явищ з повсякденного життя.
(Вплив температури на живі організми і рослини).
Навколо нас відбуваються постійні температурні зміни; змінюється температура повітря, опалюємо приміщення, приготуємо їжу і. т. д. Явища розширення тіл при нагріванні доводиться враховувати в техніці і побуті. Наприклад, якщо Ви припускаєте зберігати гас в теплому приміщенні, то Вам не потрібно наповнювати бідон до країв, т. К. При нагріванні в теплому приміщенні гас розшириться, і частина його виллється. Або, для нормального розвитку рослин необхідна певна температура. Температура грунту і повітря не буває постійною, тому під впливом температурних коливань відбувається зміна обсягу повітря в проміжках між грунтовими частинками. Агроному або садівникові важливо знати температури грунту, особливо у весняний період, коли починаються посівні роботи. Чи готова грунт для посіву, чи достатньо прогріта? Заморозки (зниження температури повітря) викликають загибель рослин або відмирання їх частин. Пошкодження рослин від заморозків залежить від виду і температури заморожування.
Або, інший приклад: Як краще опалювати будинок? Щоб будинок був теплий, недостатньо зробити добротні стіни, стелі й підлоги, хороші вікна та двері. Потрібно подумати і про його опаленні. Вибір системи опалення визначається перш за все наявністю того чи іншого виду палива, т. Е. Яке паливо дає більше тепла. Також великий вплив робить зміна температури на живі організми. Підвищення або зниження температури від нормальних норм - це ознака захворювання.
Тому кожному необхідно уважно стежити за зміною теплових явищ, пов'язаних з температурою.
Поняття температури. Теплове рівновагу.
Всі ми добре знаємо відмінність між холодними і гарячими тілами. На дотик ми визначаємо, яке тіло нагріте, яке тіло підігрітий сильніше, і говоримо, що це тіло має вищу температуру. Таким чином температура характеризує ступінь нагретости тіла (холодне, тепле, гаряче). Для її виміру був створений прилад, званий термометром.
Термометрами користуються все. А що вони вимірюють? Що означає слова: «Я виміряв температуру тіла». Що саме характеризує температура? Це не так просто, як може здатися на перший погляд. Як виміряти температуру?
Для вимірювання температуру тіла людини потрібно потримати медичний термометр під пахвою 5 - 8 хв. За цей час ртуть в термометрі нагрівається і рівень її підвищується. По довжині стовпчика ртуті можна визначити температуру. Т. е в його пристрої використано властивість тел змінювати обсяг при нагріванні або охолодженні. Те ж саме відбуватиметься при вимірюванні температури будь-якого тіла будь-яким термометром. Термометр ніколи не покаже температуру тіла відразу ж після того, як він стикнувся з ним. Необхідно деякий час для того, щоб температури тіла і термометра вирівнялися і між тілами встановилася теплова рівновага, при цьому температура перестає змінюватися. Теплове рівновагу з плином часу встановлюється між будь-якими тілами, що мають різну температуру. З повсякденному житті, з простих спостережень можна зробити висновок про існування дуже важливого загального властивості теплових явищ.
При незмінних зовнішніх умовах мимовільно відбуватися тепловоеравновесіе. (До зовнішніх умов може відноситься обсяг, тиск, положення молекул, їх швидкості при зіткненнях).
Температура характеризує стан теплової рівноваги тел: все тіла знаходяться між собою в тепловій рівновазі, мають одну і ту ж температуру.
Слово «температура» латинського походження, означає temperatura - зміщення. А прилад для вимірювання ступінь нагретости тел називають - термометром. ( «Термо» - тепло, «метрео-міряти»). Одиниця виміру - градус за обраною шкалою. (Qradus - означає крок, ступінь).
Найчастіше на практиці для вимірювання використовують залежність об'єму рідини (ртуті або спирту) від температури.
Вимірювання температури тіл почали розвиватися в 17 столітті. Перший прообраз термометра показував італійський вчений Галілео Галілей в 1592 р
Термометр Галілея (термоскоп) складався з трубки, частково заповненою водою, і скляного кульки. Кінець трубки був опущений у відкритий посудину з водою. (Див. Рис.) При нагріванні кульки тиск повітря в ньому збільшувалася і рівень води в трубці опускався. При охолодженні, навпаки, рівень води піднімався вгору. Таким чином, про температуру можна судити за рівнем води в трубці. Перше застосування такого термоскопа знайшов в медицині. Термоскоп Галілея мав той недолік, що його свідчення залежали від атмосферного тиску. Т. е. При підвищенні тиску рівень рідини в трубці буде підвищуватися без збільшення температури.
Щоб термометр показав більш точні вимірювання, необхідно ввести температурну шкалу. Для цього треба перш за все встановити постійні точки з фіксованою температурою. Після Г. Галілея при градуюванні термометра в якості опорних точок використовувалися такі ненадійні і невизначені точки.
Наприклад: відомий фізик, основоположник механіки І. Ньютон за початок відліку температури (0 о) брав температури здорової людини. (?)
Відомий вчений р Магдебурга Отто Геріке (17 століття) за початкову температуру прийняв температуру повітря при перших заморозках.
Самою вживаною температурною шкалою у англомовних країнах до цих пір є шкала Фаренгейта. За 0 про в цій шкалі прийнято температура суміші снігу і нашатирю, а за 100 о - нормальна температура людського тіла. У цій шкалі температура замерзання води відповідає 32 про F, а температура кипіння 212 про F.
При градуюванні термометра зазвичай за початок відліку (0 о) приймають температуру танучого льоду; другий постійної точкою (100 о) вважають температуру кипіння води при нормальному атмосферному тиску (101325 Па). Шкалу між точками 0 і 100 ділять на 100 рівних частин, які називаються градусами (1 о С) (див. Рис.). Переміщення стовпчика рідини на одну поділку відповідає зміні температури на 1 ° С і виходить певна температурна шкала - шкала за Цельсієм. І вона визнана як Міжнародна практична шкала температур.
Звичайний рідинний термометр - дуже «розумний» прилад. Рідини при нагріванні незначно збільшують свій обсяг, і її розширення було б майже непомітним, якби рідина розширювалася тільки по вузькій трубці. Але різні рідини розширюються при нагріванні по-різному, то в даній шкалі з різними рідинами збігу не буде. Тому на практиці використовують ртутні і спиртові термометри, свідчення яких майже збігаються при 0 про 100 про С.
В кінці 18 століття французький фізик Ж. Шарль встановив, що однакове нагрівання будь-якого газу призводить до однакового підвищення тиску, якщо при цьому обсяг залишається постійним. При вимірюванні температури за шкалою Цельсія залежність тиску газу від температури при постійному обсязі виражається лінійним законом т. Е. Температура прямо пропорційна тиску. Тому тиск газу можна прийняти в якості запобіжного температури. Поєднавши закриту посудину, в якому знаходиться газ з проградуювати манометром, отримаємо газовий термометр. У 1848 році англійський фізик Кельвін Вільям запропонував абсолютну шкалу, виходячи із законів термодинаміки, яка в даний час називається термодинамічної шкалою або шкала Кельвіна (К о).
Температура та її вимірювання.
Для вимірювання температури повітря термометр встановлюється в спеціальній метеорологічної будки, стінки якої подвійні. Через такі стінки вільно проходять повітря, але не проходять сонячні промені і дощ. Т. е. Усередині будки вільно циркулює повітря.
Для вимірювання температури води водойм, колодязів користуються звичайними термометрами. Їх резервуар і трубку обмотують на 4-5 см тонкими нитками. Для чого це робиться? Нитки вбирають воду і через 4-5 хв. приймають температури води тобто встановлюється теплова рівновага. Під час вилучення термометра з води нитки захищають його від дії зовнішньої температури, протягом 0,5-1 хв. вони не дають йому охолонути або нагрітися За цей час досить, для того щоб відрахувати показання термометра. Якщо опустити в колодязь незахищений термометр, то його свідчення буде невірним т. К. Поки термометр піднімають з колодязя або водоймища свідчення його можуть змінитися під дією температури навколишнього повітря.
Агроному або рільник важливо знати температури грунту, особливо у весняний період, коли починаються посівні роботи. У грунті, що має низьку температуру, зерно не проросте. Температуру грунту вимірюють за допомогою термометра Саввинова. Це звичайний термометр з трубкою, зігнутої під кутом 135 про для зручності установки в грунті (див. Рис.) Для установки термометра в грунті лопатою роблять розріз певної глибини, обережно опускають термометр і закопують, грунт обережно ущільнюють. Результати вимірювань показують, що днем на Сонце найбільш високу температуру має поверхню грунту, не покрита рослинністю. Найбільш висока температура спостерігається близько полудня, а найнижча - вночі, перед сходом Сонця. Глибокі шари грунту (10 - 50 см.) Днем менше нагріваються, а вночі менше остигають; на глибині 70 - 100 см температура грунту протягом доби не змінюється.
У сільськогосподарських довідниках наводяться дані про температури проростання насіння. Наприклад: пшениця озима від +4 до +32 о С і. т. д.
Температура і живий організм.
Лікарі ще в давнину помітили, що здоров'я людини пов'язано з теплотою його тіла. Знаменитий античний лікар Гален (ок. 130 - ок. 200 до н. Е) вважав основною властивістю ліків їх зігріває і охолоджуючу дію. Згідно Галену всі ліки слід розрізняти по «градусам» теплоти, холоду, вологості і сухості.
Як у людини, так і у тварин першою ознакою нездоров'я вважається підвищена температура тіла. Перевіряючи температури тварин можна судити про їхнє здоров'я. Незалежно від кліматичних умов і місця проживання температура тіла здорових тварин і птахів повинна бути наступною:
Здорова людина +36,6 о С, коні +38 о С; корови +38,5 - 39,5 о С; осла +37,5 о С; теляти +39 - 40 ° С; вівці +38 - 40 ° С; свині +38,5 - 40 о С; кролика +38,5 - 39 Про С; собаки +38 - 39 ° С; курки та індички +41 о С; качки і гуски +41,5 о С; голуба +42 о С.
Підвищення або зниження температури проти цих норм - ознака захворювання.
+ 36,6 о С. +38,5 -39 ° С
+41 -42 о С 38,5 о С - 39,5 ° С
Яка буде погода?
Визначення майбутньої погоди має велике значення для повсякденного життя. Особливо для сільського господарства, де заморозки завдають величезної шкоди. Передбачити заморозок - значить попередити рослини від загибелі, врятувати урожай. Цим займаються метеорологічні станції.
Садівникові або агроному важливо знати, якою буде погода, особливо у весняні та осінні періоди, коли починають посівні роботи або збирання врожаю.
В даний час створені автоматичні і електронні сигналізатори заморозків зі лічильно - вирішальними пристроями. Вони вимірюють температури повітря, виробляють складні обчислення і видають майбутній прогноз погоди. І ці прогнози погоди передаються по телебаченню для цілої області чи регіону. Садівникам, городникам важливо знати стан погоди на території свого району. І вони для визначення можливості настання заморозків користуються простим способом - психрометром і таблицею. Найпростіший психрометр складається з двох термометрів. Кулька одного з них обгорнуте тканиною або ватою і кінець обмотки змочена водою. Сухий термометр вимірює температуру повітря, а другий - температуру тканини з водою. За допомогою спеціальної таблиці, званої психрометричні, по різниці показань сухого і вологого термометрів (психрометричні різниці) визначають результат.
Таблиця для визначення можливості настання заморозків.
Показання самочинного термометра
Замороження не буде. Заморозок можливий заморозок буде.
Наприклад: Змочений термометр ввечері показав +5 о С, а сухий +9 о С, точка перетину вказує на чорний квадрат, отже, заморозок буде.
Показання термометрів сухого і змоченого залежать від вологості повітря. Якщо водяна пара в повітрі менше (ненасичений), то внаслідок випаровування води змочений термометр показує меншу температуру, ніж сухий. Різниця між показаннями термометрів більше, чим менше відносна вологість повітря.
Термометрами вимірюють температуру! Однак це ще не відповідь. Що саме характеризує температура? Це не так просто. В теорії теплових явищ єдина основна величина, яку ми ввели, - це температура. У шкірі нашого тіла, крім чутливих приймачів, що реагують на зіткнення ми відчуваємо тепла і холоду. Керуючись цим, можна все тіла розташувати в ряд по їх здатності викликати з різним ступенем нагретости тел - температурою. На відміну від вимірювання інших величин (довжина, час, маси і. Т. Д.) Пройшло довгий час, перш ніж виміряти температуру. Розвиток методів вимірювання температури стало можливим лише тоді, коли була встановлена залежність від температури таких величин, як обсяг, тиск і. т. д. які можна вимірювати безпосередньо. Довгий час велика суперечка йшов по встановленню постійних точок з фіксованою температурою. Після багатьох спроб в якості опорних точок були обрані температура танення льоду і кипіння води. Вперше така пропозиція зробив нідерландський вчений Християн Гюйгенс (1629 -1695) в 1655 г. Ще в 18 столітті М. В. Ломоносов висловив припущення про те, що зміна швидкості хаотичного руху молекул пов'язано зі зміною температури. Поняття температури тіла представляє на перший погляд простим і зрозумілим. З власного повсякденного досвіду кожен знає, що бувають тіла гарячі і холодні. Ще з дитинства нам знайомі вирази «температура на вулиці» і «температура при захворюванні» і т. П.
Температура - основна фізична величина, яка визначає можливість теплопередачі від одного тіла до іншого і напрямок теплопередачі (тепло передається від більш нагрітого тіла до менш нагрітого).
4. І. В. Ревуть. Фізика в землеробстві, М. Физматгиз, 1986 р