Hőmérséklet mérése, termikus kölcsönhatás vizsgálata I-II. A tanulói munkafüzetet összeállította: Szabó László Lektorálta: Dr. Nánai László
A gyakorlat célkitűzései: Celsius hőmérsékleti skála megismerése, hőmérők működési elve – folyadékok hőtágulása –, termikus kölcsönhatás vizsgálata. Eszközszükséglet:
Lombik, átfúrt gumidugó, hajszálcső, festett víz, filctoll 250 ml-es főzőpohár, borszeszégő, vasháromláb, kerámiabetétes drótháló, hőmérő, stopper 250 és 100 ml-es főzőpoharak, két hőmérő, stopper, meleg és hidegvíz
A mérés elméleti háttere Arról, hogy a testek mennyire melegek vagy hidegek a hőmérséklet ad információt. Ennek számszerű értékét pedig hőmérővel mérhetjük meg. Mi a hétköznapi életben a Celsius skálát használjuk. Ezt Anders Celsius (1701-1744) svéd természettudós 1742-ben mutatta be a Svéd Akadémián tartott előadásán. A hőmérséklet mérésére a folyadékok hőtágulásának jelenségét használta fel. 1. Víz hőtágulása Töltsd színültig a lombikot az ételfestékkel megszínezett vízzel! Ezután a lezáró dugóval – a benne lévő hajszálcsővel együtt - dugd be a lombik száját! Ekkor a hajszálcsőben a folyadék szintje jól megfigyelhető lesz. Jelöld be a folyadék szintjét egy filctollal, majd vedd a kezedbe a lombikot és a tenyereddel melegítsd azt! Mi történik? ……………………………………………………… ………………………………………………………………………….. Mi okozhatta ezt a változást? ………………………….. ………………………………………………………………………….. 1. ábra Víz hőtágulása
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
Hőmérséklet mérése, termikus kölcsönhatás vizsgálata I-II. A tanulói munkafüzetet összeállította: Szabó László Lektorálta: Dr. Nánai László
Anders Celsius ezt a jelenséget használta fel skálájának megalkotásához. Két alappontot választott, a víz fagyás- és forráspontját. Ebben a két esetben bejelölte a folyadék szinteket, az első lett a 0 pont, a második pedig a 100. Így lett 0 ℃ a víz fagyáspontja, 100 ℃ a víz forráspontja. A két beosztás közötti részt 100 egyenlő egységre osztotta fel, majd az így kapott egységekkel mindkét irányban folytatta a skála felvételét. A másik, leginkább az Amerikai Egyesült Államokban használt hőmérsékleti skála a Fahrenheit-skála. Daniel Gabriel Fahrenheit két alappontja: Gdansk-ban mért leghidegebb hőmérséklet (ezt 1708-ban mérték: -17,8 ℃ ) és a saját testhőmérséklete.
2. Hőmérséklet mérése
Tölts a 250 ml-es főzőpohárba csapvizet! Mérd meg a hőmérsékletét, majd kezd el melegíteni a
borszeszégő
kezdetekor
segítségével!
indítsd
el
a
A
melegítés
stoppert!
Fél
percenként olvasd le a víz hőmérsékletét! A mérési eredményeidet foglald az 1. táblázatba!
2. ábra Víz melegítése
Idő (min) Hőmérséklet (℃)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
1. táblázat
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
4
4,5
5
5,5
Hőmérséklet mérése, termikus kölcsönhatás vizsgálata I-II. A tanulói munkafüzetet összeállította: Szabó László Lektorálta: Dr. Nánai László
A mérési adataidat ábrázold hőmérséklet-idő grafikonon!
1. grafikon
3. Termikus kölcsönhatásvizsgálata
Tölts 75 ml meleg vizet a kisebb főzőpohárba és mérd meg a hőmérsékletét! A nagyobb pohárba tölts kb. 150 ml hideg vizet és ennek is mérd meg a hőmérsékletét a másik hőmérővel! Az adataidat rögzítsd a 2. táblázatba! Ezután a kisebb poharat helyezd bele a nagyobb pohárba! Ekkor indítsd el a stoppert és fél percenként mérd meg a hőmérsékletet! A hőmérők segítségével időnként kavargasd meg a vizet a poharakban! Addig végezd a mérést, míg a két hőmérséklet ki nem egyenlítődik!
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
Hőmérséklet mérése, termikus kölcsönhatás vizsgálata I-II. A tanulói munkafüzetet összeállította: Szabó László Lektorálta: Dr. Nánai László
Idő (min) 0 Hideg víz hőmérséklete (℃) Meleg víz hőmérséklete (℃)
0,5
1
1,5
2
2,5
Idő (min) 6,5 Hideg víz hőmérséklete (℃) Meleg víz hőmérséklete (℃)
7
7,5
8
8,5
9
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
2. táblázat
A mérési adataidat ábrázold hőmérséklet-idő grafikonon! A hideg vízhez tartozó adatokat kékkel, a meleg víz adatait pirossal jelöld a grafikonon (2. grafikon)!
2. grafikon
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
Hőmérséklet mérése, termikus kölcsönhatás vizsgálata I-II. A tanulói munkafüzetet összeállította: Szabó László Lektorálta: Dr. Nánai László
Meddig tartott a termikus kölcsönhatás? ....................................................................................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. Az ismeretek ellenőrzése: 1. 2. 3. 4. 5.
Mi az általunk használt hőmérsékleti skála két alappontja? Mit nevezünk termikus kölcsönhatásnak? Miért növekszik a víz térfogata, ha melegítjük? Meddig tart a termikus kölcsönhatás? Hogyan változik a testek energiája termikus kölcsönhatás közben?
Felhasznált szakirodalom: Fizika 7, A természetről tizenéveseknek, Mozaik kiadó – Szeged, 2012
A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült.
