Ενότητα 6: Μετρήσεις Θερμοκρασίας
Θερμόμετρο, κλίμακες και βαθμονόμηση
Τι είναι η Θερμοκρασία;
Ορισμός
Η θερμοκρασία είναι το μέτρο του πόσο θερμό ή ψυχρό είναι ένα σώμα. Σχετίζεται με την κινητική ενέργεια των μορίων του σώματος.
Όσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόρια, τόσο υψηλότερη η θερμοκρασία!
Κλίμακες Θερμοκρασίας
| Κλίμακα | Σύμβολο | Σημείο πήξης νερού | Σημείο βρασμού νερού |
|---|---|---|---|
| Κελσίου | $°\text{C}$ | $0 \; °\text{C}$ | $100 \; °\text{C}$ |
| Κέλβιν | $\text{K}$ | $273 \; \text{K}$ | $373 \; \text{K}$ |
| Φαρενάιτ | $°\text{F}$ | $32 \; °\text{F}$ | $212 \; °\text{F}$ |
Το Θερμόμετρο
Πώς λειτουργεί;
Τα περισσότερα θερμόμετρα βασίζονται στη διαστολή των υλικών όταν θερμαίνονται.
- Υγρά θερμόμετρα: Περιέχουν υδράργυρο ή οινόπνευμα που διαστέλλεται
- Ψηφιακά θερμόμετρα: Χρησιμοποιούν ηλεκτρονικούς αισθητήρες
Σωστή χρήση θερμομέτρου
Περιμένουμε μέχρι να σταθεροποιηθεί η ένδειξη (θερμική ισορροπία) πριν διαβάσουμε!
Βαθμονόμηση Θερμομέτρου
Τι είναι η βαθμονόμηση;
Είναι η διαδικασία με την οποία ελέγχουμε και ρυθμίζουμε ένα θερμόμετρο ώστε να δείχνει σωστές τιμές.
Πώς γίνεται η βαθμονόμηση
- Βάζουμε το θερμόμετρο σε μίγμα πάγου-νερού → πρέπει να δείχνει $0 \; °\text{C}$
- Βάζουμε το θερμόμετρο σε βραστό νερό → πρέπει να δείχνει $100 \; °\text{C}$
- Αν δεν δείχνει σωστά, το θερμόμετρο χρειάζεται ρύθμιση
Μετατροπές Θερμοκρασίας
Παράδειγμα 1: °C σε K
Μετατρέψτε $25 \; °\text{C}$ σε Kelvin
Λύση
$T(\text{K}) = 25 + 273 = \mathbf{298 \; \text{K}}$
Παράδειγμα 2: K σε °C
Μετατρέψτε $300 \; \text{K}$ σε Κελσίου
Λύση
$T(°\text{C}) = 300 - 273 = \mathbf{27 \; °\text{C}}$
Ασκήσεις
Μετατρέψτε τη θερμοκρασία δωματίου $20 \; °\text{C}$ σε Kelvin
Λύση
$T(\text{K}) = 20 + 273 = \mathbf{293 \; \text{K}}$
Η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος είναι περίπου $310 \; \text{K}$. Πόσο είναι σε $°\text{C}$;
Λύση
$T(°\text{C}) = 310 - 273 = \mathbf{37 \; °\text{C}}$
Ποια είναι η χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία; (Απόλυτο μηδέν)
Λύση
Το απόλυτο μηδέν είναι $\mathbf{0 \; \text{K} = -273 \; °\text{C}}$
Σε αυτή τη θερμοκρασία τα μόρια σταματούν να κινούνται!