Měření teploty a tlaku. Tematický celek: Termodynamika. Úkol:

Název materiálu: Měření teploty a tlaku. Číslo materiálu: Robotické vnímání světa II. /21 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Milan Kux Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.26/02.0004; název projektu: Experimenty k rozvoji fyzikálního myšlení Příjemce: Gymnázium, Uničov, Gymnazijní 257; financováno z ESF a státního rozpočtu ČR

Název:

Měření teploty a tlaku.

Tematický celek:

Termodynamika.

Úkol: 1. 2. 3. 4.

Zopakujte si, co víte o teplotě a jejím měření. Zopakujte si, co víte o atmosférickém tlaku. Navrhněte robota, který bude po dobu jednoho dne měřit teplotu a tlak. Analyzujte získaná data, najděte maximální a minimální hodnoty měřených veličin.

Robotické vnímání světa II. /21

1


1. Teplota, měření teploty.  

skalární fyzikální veličina, popisuje stav těles (stavová veličina) souvisí s vnitřní energií tělesa (vnitřní energie - celková pohybová a polohová energie všech částic v tělese)  při zvýšení teploty tělesa roste jeho vnitřní energie, při snížení klesá  základní jednotka teploty v soustavě SI je kelvin  termodynamická teplota T: [T] = K (kelvin)  platí: T = ( t {°C} + 273,15) K (kde °C je stupeň Celsia)  nejnižší možná teplota je teplota absolutní nuly, tzn. 0 K (-273,15 °C)  jednotka, používaná v USA, je stupeň Fahrenheita  platí: 1 °F = 5/9 °C  teplotu měříme tak, že uvedeme do vzájemného styku těleso, jehož teplotu chceme měřit, a srovnávací těleso (teploměr)


2


2. Atmosférický tlak, měření atmosférického tlaku  

 

tlak je fyzikální veličina, značí se p, [p] = Pa (Pascal) obecně platí: F p Pa   N2 S [m ] kde F je tlaková síla působící kolmo na plochu o obsahu S Atmosférický tlak pa je způsobený tlakovou silou vzduchu (atmosféry) pro porovnání různých měření je definován tzn. normální atmosférický tlak pn (průměrná hodnota tlaku vzduchu při mořské hladině na 45° severní zeměpisné šířky při teplotě 15 °C a tíhovém zrychlení gn = 9,80665 ms-2)

pn  101 325 Pa    

 

k měření atmosférického tlaku se používá barometr atmosférický tlak dosahuje nejvyšších hodnot při zemském povrchu, klesá s rostoucí výškou není stálý, ale na určitém místě zemského povrchu kolísá podtlak - tlak menší než barometrický (atmosférický, naměřený barometrem v daném místě) přetlak - tlak větší než barometrický měření atmosférického tlaku má velký význam v meteorologii, jeho velikost a změny jsou důležité pro předpověď počasí v meteorologii se atmosférický tlak většinou udává v hektopascalech (hPa) platí: 1 hPa = 100 Pa


3


3. Měření teploty a tlaku a) zapojíme do NXT kostky teploměr i barometr (viz snímky – pro ilustraci každý zvlášť)


4


b) nastavíme Datalog dle snímku:

c) Zde měříme atmosférický tlak a teplotu po dobu 24 h, každých 30 s


5


4. Analýza naměřených hodnot a) získané data mají následující tvar:

Čas je udáván po třiceti sekundách, teplota ve °C, tlak v hPa b) Jednoduchou úpravou převedeme čas na minuty:


6


c) sestrojíme graf závislosti teploty na čase:

d) sestrojíme graf závislosti atmosférického tlaku na čase:


7


e) nalezneme maximální a minimální hodnoty tlaku a teploty: Vzorce – Vložit funkci, zvolíme MAX, zadáme rozsah, hodnot pro které hodnotu zjišťujeme:

Podobně pro MIN:


8


5. Závěr     

vidíme, že ve sledovaném čase teplota kolísá mezi -6,96 °C a -8,98 °C tlak kolísá mezi 1001,4 hPa až asi 1002,9 hPa, tedy má prakticky setrvalý stav měření bylo prováděno v lednu, počasí bylo jasné a mrazivé pro meteorologické pozorování je vhodné data snímat po delší dobu než 24h, tendence změn tlaku a teploty nemusí být v takto relativně krátkém úseku zřejmé obecně platí, že zvýšení atmosférického tlaku většinou znamená slunečno, malou oblačnost, pokles tlaku oblačno a déšť


9

Měření teploty a tlaku. Tematický celek: Termodynamika. Úkol:

Recommend Documents