11 класс
Лабораторный практикум №4.
Градуирование шкалы термометра на термосопротивлении.
Цель работы: проверить реперные точки температурной шкалы, сравнить показания нескольких жидкостных термометров, проградуировать с их помощью электрический термометр.
Приборы и материалы: термометр спиртовой, калориметр, лёд, горячая и холодная вода, калька, электроплитка и металлический сосуд с отверстиями для термометров в крышке (на столе учителя), (термосопротивление, компьютер NOVA 5000).
Содержание работы:
Изменение физических свойств тел при их нагревании используют для устройства приборов, служащих для определения температуры тел - термометров. Например, в жидкостных термометрах используется тепловое расширение. Обыкновенный жидкостный термометр состоит из небольшого стеклянного резервуара, к которому присоединена трубка с узким внутренним каналом. Резервуар и часть трубки наполнены какой-либо жидкостью ( в нашей лаборатории используются термометры с ртутью и спиртом ).О температуре среды, в которой находится термометр, судят по положению верхнего уровня жидкости в трубке. Кроме трубки у каждый термометр должен иметь шкалу. Для того, чтобы её построить необходимо задать опорные – реперные точки ( 0 - температура плавления льда и 100 - температура кипения воды).
Существуют физические процессы, протекающие при строго определённой температуре. Например, таяние льда или кипение воды. Мы пользуемся температурной шкалой, в которой температура таяния льда при нормальном атмосферном давлении на шкале обозначается цифрой 0, а рядом с уровнем жидкости в трубке термометра, находящегося в парах кипящей воды обозначают цифрой 100. Промежуток между этими отметками делится на сто равных частей, называемых градусами. Такая шкала была предложена Цельсием и названа в его честь. Таким образом, шкала Цельсия имеет две реперные точки.
Однако, рассмотренная выше шкала не может быть идеальной. Подъём уровня жидкости зависит от свойств жидкости и сорта стекла, из которого сделан термометр. Следовательно, показания двух разных термометров могут и не совпадать. В первой части работы вам предстоит построить шкалу термометра.
Во второй более сложной части работы вам предстоит с помощью избранного жидкостного термометра построить шкалу для термометра электрического. Подробно принцип его действия мы будем изучать значительно позднее, но использовать этот термометр в некоторых экспериментах и лабораторных работах мы будем довольно часто. При изменении температуры значительно меняются электрические свойства некоторых веществ. Соединив образец такого вещества с электроизмерительным прибором - гальванометром или мультиметром мы и получим электрический термометр.
Электрические или ещё более совершенные электронные термометры постепенно вытесняют из практики хрупкие и не в любых условиях способные работать жидкостные термометры.
Порядок выполнения работы:
Первая часть:
1. Рассмотрите шкалу спиртового термометра. Запишите в тетрадь пределы
измерения и цену деления прибора. Оцените погрешность измерения. Запишите вывод
в тетрадь.
2. Налейте в калориметр немного холодной воды и положите в неё толчёный лёд.
Несколько минут спустя, опустите в воду термометр без делений и обычный термометр.
Проверьте реперную точку. Сделайте карандашом отметку на чистой шкале. Запишите в
тетрадь показания контрольного термометра.
3. Добавьте в калориметр горячую воду, следите за изменениями показаний термометров.
4. Проверка второй реперной точки требует особой осторожности и поэтому все действия с
экспериментальной установкой осуществляются только преподавателем. Термометры
сквозь отверстия в крышке опущены в сосуд с кипящей водой и паром ( резервуары
термометров находятся вблизи поверхности жидкости – измеряется температура пара ).
Крышка прикрыта неплотно, давление под крышкой практически равно атмосферному.
Проверьте вторую реперную точку. Сделайте отметку на чистой шкале. Запишите показания
контрольного термометра в тетрадь.
5. Разделите чистую шкалу на необходимое число градусов с помощью линейки и карандаша. Сравните то, что у вас получилось со шкалой контрольного термометра. Для проверки опустите их вместе в сосуд с тёплой водой. Совпадают ли показания. Сделайте вывод о качестве вашей шкалы.
Вторая часть ( дополнительная):
1. Опустите терморезистор и эталонный термометр в калориметр с водой и льдом. Когда
эталонный термометр покажет 00С, сделайте карандашом отметку на кальке.
2. Постепенно добавляя в калориметр горячую воду делая карандашом отметку на кальке в
градусах с ценой деления . ( в процессе содержимое калориметра можно полностью заменить горячей водой ).
3. Изучите полученную вами шкалу. Ответьте на контрольные вопросы:
Контрольные вопросы:
1. Является ли построенная шкала линейной ( расстояние между штрихами одинаково )?
2. Можно ли продолжить шкалу в область отрицательных температур? Какие приборы
и материалы для этого понадобятся?
3. До какого предела можно понижать температуру и от чего этот предел зависит?
4. В каких случаях использование жидкостных термометров для измерения температуры
невозможно?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.