dfcl3 – fysiikan hahmottava kokeellisuus 8. aihekokonaisuus

DFCL3/Fysiikan hahmottava kokeellisuusLämpötilaRyhmä P8:Marita Intonen jaAnne-Marian MajavaAikaisemmin on havaittu, että lämpöaistin perusteella ei voida sanoa, kuinka kylmää tai lämmintäjokin aine on. Tätä varten tarvitaan suure, lämpötila, ja lämpömittari, jolla tämä suure voidaanmitata. Lämpötilan mittaaminen perustuu lämpöopin nollanteen pääsääntöön: Eristetyssäsysteemissä kaikki lämpötilaerot tasoittuvat. Lämpömittariksi kelpaa periaatteessa mikä tahansalaite, jonka jokin mitattava ominaisuus riippuu lämpötilasta. Tämä ominaisuus ilmaisee silloinlämpömittarin oman lämpötilan. Lämpömittari sijoitetaan kohteeseen ja odotetaan kunnes niidenlämpötilaero on tasoittunut. Tällöin mittarin näyttämä ilmaisee myös kohteen lämpötilan.Lämpömittarin valinta riippuu tutkittavasta kohteesta, lämpötila-alueesta ja halutustamittaustarkkuudesta. Eri lämpötiloissa voidaan käyttää hyväksi erilaisia lämpötilasta riippuviailmiöitä. Yleisimmin käytetään neste- ja kaksoismetallilämpömittareita, jotka perustuvatlämpölaajenemiseen.B8. KvantifiointiTyön suoritus:Nesteen lämpölaajenemista voidaantutkia ns. lämpömittarin aihion avulla.Otetaan kylmää vettä (a) ja kuumaavettä (e), ja sekoitetaan niitä suhteessa1:1. Intuitio sanoo, että seoksen (c)lämpötilan täytyy olla alkulämpötilojenkeskiarvo. Vastaavasti sekoitetaankylmää vettä (a) ja seosta (c), saadaanseosta (b). Ja vielä kuumaa vettä (e) jaseosta (c), saadaan seosta (d). Laitetaanlämpömittarin aihioon vuorotellen kuhunkin veteen(a)..(e). (Kuva11).Piirretään tussilla lämpömittarin aihion nestepatsaankorkeus jokaisessa lämpötilassa (Kuva12). Mitataanpatsaiden korkeudet (Taulukko 8).Havaitaan että nestepinnan korkeuden muutos onverrannollinen lämpötilan muutokseen, ∆t ~ ∆h(Kuvaaja 6).Taulukko 8Kuva 11Lämpötilan kvantifiointivesih (cm)1 6,32 73 7,84 8,65 9,5Kuva 1218