Теория:
Степень нагревания тела характеризуется температурой. Температуру измеряют термометром.
Для измерения температуры можно использовать термометры различных видов, например:
1) ртутные (используется расширение ртути);
2) спиртовые (используется расширение спирта);
3) биметаллические пластины (используется различие термического расширения разных материалов);
4) термопара (используются электрические свойства металлов).
У каждого вида термометра имеются свои достоинства и недостатки.
Вид термометра | Преимущества | Недостатки |
| Ртутный | Дешёвый, легко калибруется | Не работает при температуре ниже \(-39°C\), медленно реагирует, хрупкий, вредный |
| Спиртовой | Можно использовать при низких температурах (до \(-114°C\)), большой коэффициент расширения | Нельзя использовать при высоких температурах (выше \(60°C\)), спирт испаряется |
| Биметаллические пластины | Дешёвые, прочные, легко калибруются | Требуют регулярной калибровки, медленно реагируют |
| Термопара | Легкочитаемый результат, быстро реагирует | Дорогой, трудно калибруется |
Температуру измеряют термометром, используя свойства веществ, которые изменяются при нагревании или охлаждении.
Принцип работы
Тонкая стеклянная трубка с резервуаром внизу, заполненным жидкостью. Шкала, откалиброванная в градусах Цельсия, Фаренгейта или Кельвина. Внутри термометра есть жидкость (например, ртуть или спирт). Температура окружающей среды передаётся жидкости через стеклянные стенки. Жидкость расширяется или сжимается, перемещаясь вдоль трубки, где её уровень показывает температуру на шкале.
Почему ртуть и спирт?
Ртуть точная, хорошо проводит тепло, используется в диапазоне от \(−39\) до \(+356\) \(°C\).
Спирт безопаснее, может работать при низких температурах (до \(−70\) \(°C\)), но менее точный.
Спирт безопаснее, может работать при низких температурах (до \(−70\) \(°C\)), но менее точный.
Применяется также электронный термометр. Используются термистор или термопара, их электрическое сопротивление меняется при изменении температуры. Это изменение преобразуется в цифровое значение температуры на дисплее.
Инфракрасный термометр измеряет тепловое излучение, испускаемое телом, и вычисляет температуру без контакта. Он удобен для измерения температуры на расстоянии, например у человека или горячих объектов.
Рис. \(1\). Измерение температуры с помощью
инфракрасного термометра
Наиболее известные температурные шкалы:
1. Цельсия.
2. Фаренгейта.
3. Кельвина.
Наиболее широко используется шкала Цельсия. В этой шкале за принята температура таяния льда, а определяет температура кипения воды. Интервал между этими точками разделён на \(100\) равных частей, величина каждой части равна одному градусу Цельсия ().
В США и некоторых других странах используется шкала Фаренгейта, в которой температура таяния льда соответствует , а температура кипения воды — . Из этого можно сделать вывод, что один градус Цельсия больше одного градуса Фаренгейта.
Обрати внимание!
В шкале Фаренгейта за нуль принята температура таяния смеси льда, нашатырного спирта и поваренной соли ().
Шкалу Кельвина главным образом используют учёные. В этой шкале за нулевой уровень принята наименьшая возможная в природе температура , которую называют абсолютным нулём. Каждая единица температуры по шкале Кельвина (\(K\)) равна по величине одному градусу по шкале Цельсия.
Обрати внимание!
В шкале Кельвина нет температуры меньше \(0\).
 |
В различных температурных шкалах значения температуры одного и того же процесса могут резко различаться |
Обрати внимание!
Так как в различных температурных шкалах значения температуры различны, то существуют формулы, которые связывают температурные шкалы друг с другом.
Формулы, связывающие различные температурные шкалы
 | Кельвина, \(T\) | Цельсия, | Фаренгейта, |
Кельвина, \(K\) | |||
Цельсия, | |||
Фаренгейта, |
Пример:
если термометр показывает \(113°\) по шкале Фаренгейта, то температура по шкале Цельсия равна:
Источники:
Фотография. Инфракрасный термометр. Лицензия Shutterstock. (Дата обращения: 10.03.2025.)