Elemente de termodinamică. Cald şi rece

A-2. Termometrul

 Activitatea experimentală 2-1

Foloseşte un termometru pentru a afla cât de cald este un corp. Lucrează în echipă.

Pasul 1. Imersaţi un termometru cu lichid în apa din borcanul din mijloc. Observaţi ce se întâmplă cu coloana de lichid din termometru. Când nivelul coloanei se stabilizează, notaţi indicaţia termometrului.

Pasul 2. Repetaţi aceeaşi procedură şi pentru apa din celelalte borcane.

Pasul 3. Comparaţi indicaţiile termometrelor pentru apa din fiecare dintre cele trei borcane. Sunt aceste indicaţii în acord cu cât de caldă este apa din borcanele respective?

Indicaţiile unui termometru sunt în acord cu cât de cald este un corp. Coloana de lichid se alungeşte atunci când termometrul este imersat în apă mai caldă şi se scurtează în apă mai rece.

Lungimea coloanei de lichid este reperată pe o scală gradată. Numărul de grade indicat de coloana de lichid este o măsură a gradului de încălzire a lichidului din termometru.

Ne putem încrede mai mult în indicaţiile unui termometru decât în propriile simţuri!

 Provocarea 2-1

Observă un termometru de cameră, unul medical şi unul de laborator, asemenea celor din figura 2-1.

 Figura 2-1. Diferite tipuri de termometre cu lichid.

Identifică asemănările şi deosebirile dintre aceste termometre!

Un termometru cu lichid conţine o cantitate mică de lichid închisă într-un bulb continuat cu un tub subţire, închis (tubul capilar), ca în figura 2-2.

 Figura 2-2. Termometrul cu lichid

Termometrele utilizate în ţările europene sunt de obicei gradate în grade Celsius (notate °C).

Forma termometrului, dimensiunile sale şi natura lichidului diferă de la un termometru la altul. Însă indicaţiile termometrelor gradate corect trebuie să fie cât mai apropiate atunci când termometrele se află în condiţii identice! Altfel, indicaţiile acestora nu ne-ar fi de prea mare folos.

 Activitatea experimentală 2-2

Compară indicaţiile unor termometre diferite puse în condiţii identice. Lucrează împreună cu colegii tăi.

Pasul 1. Preparaţi apă caldă într-un borcan, astfel ca un termometru de laborator cufundat în apă să indice 40 °C. Agitaţi continuu apa din borcan cu ajutorul unei baghete, pentru a uniformiza încălzirea acesteia.

Pasul 2. Imersaţi în apa din borcan un termometru medical şi unul de cameră. Agitaţi continuu apa şi aşteptaţi ca lungimile coloanelor de lichid să se stabilizeze. Observaţi indicaţiile termometrelor.

O eroare de un grad Celsius este acceptabilă pentru un termometru de cameră, dar în cazul unui termometru medical sau al unuia de laborator, chiar şi o zecime de grad Celsius contează!

 Activitatea experimentală 2-3

Construieşte un termometru cu lichid, din lucruri la îndemână, asemenea celui din figura 2-3. Lucrează în echipă.

 Figura 2-2. Termometrul cu lichid

Pasul 1. Recuperaţi o sticluţă cu capac filetat (din cele în care se îmbuteliază esenţe alimentare) şi o rezervă de pix transparentă, epuizată.

Pasul 2. Perforaţi capacul cu vârful unui compas şi lărgiţi orificiul atât cât să pătrundă rezerva de pix. Etanşaţi cu adeziv îmbinarea dintre rezerva de pix şi capac.

Pasul 3. Umpleţi sticluţa cu apă colorată cu puţină cerneală sau colorant alimentar. Asiguraţi-vă că nu mai există aer în sticluţă (lichidul este până la margini). Înşurubaţi capacul.

Pasul 4. Confecţionaţi o scală gradată lipind o fâşie de hârtie milimetrică pe o fâşie de carton. Numerotaţi diviziunile de 1 cm de pe fâşia de hârtie milimetrică, începând cu 0 la un capăt al fâşiei. Fixaţi scala pe tubul rezervei de pix cu bandă adezivă transparentă. Termometrul este gata!

Pasul 5. Comparaţi indicaţiile termometrului realizat de voi cu cele ale unui termometru de cameră, punând cele două termometre în condiţii identice. Câte grade Celsius corespund fiecărui mm de pe scala termometrului realizat de voi?