Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 8 dotazů obsahujících »teploměru«
1) Závislost bodu varu vody na tlaku aneb jak změřit výšku hory?
11. 03. 2011
Dotaz: dobrý en chtěla bych se zeptat na tuhle otázku:Dokázali byste změřit
výšku hory pomocí hrnce s vodou,vařiče,tabulek a teploměru??potřebovala
bych trochu obsáhlejší odpověd děkuju předem za odpoved:) (Katy)
Odpověď: V podstatě by to šlo. Jak jistě víš ze školy, teplota varu vody je
závislá na tlaku. S rostoucím tlakem roste také teplota varu (lineárně).
Pokud by sis vylezla na vrchol kopce, dala hrnec s vodou na vařič a počkala,
až voda bude vřít, mohla bys teploměrem změřit její teplotu (pozor, skoro
jistě by nebyla 100 stupňů Celsia!) a z tabulek pak snadno zjistit, jakému
atmosferickému tlaku to odpovídá. Z toho by se pak dala určit nadmořská
výška (zase z patřičných tabulek). Takovéto určení je ale velice
nepraktické a hlavně, bude zatíženo velikou chybou - například
neuvažujeme vliv teploty okolí, kolísání tlaku díky cirkulaci vzduchu, ...
Dotaz: Dobry den, rád bych se zeptal jakym způsobem (jak přesně) se meří vysoké
teploty. Třeba teploty na Slunci. (Jiří Orsava)
Odpověď: Vysoké teploty se pravidelně měří tím, že se zkoumá emitované záření.
Každé těleso o libovolné teplotě T > 0 K je - pokud je v rovnováze - obklopeno elektromagnetickým zářením s intenzitou a frekvenční strukturou odpovídající příslušné teplotě. Speciálním případem je tzv. černé těleso, které neselektivně pohlcuje veškeré záření, které na něj
dopadne, a rovněž neselektivně vyzařuje; frekvenční rozklad jeho záření byl jeden z důvodů k objevu a zavedení kvantové fyziky, jak asi víte z historie. Frekvenční hustota záření černého tělesa je dána Planckovým
vyzařovacím zákonem. V něj je teplota tělesa jako parametr, a je tedy v principu snadné určit tuto teplotu porovnáním se známým rozložením.
Reálná situace je komplikovanější tím, že nemusí jít o černé těleso, a taky nemusí být v rovnováze. Na druhou stranu je vždy nutno také uvážit, do jaké míry je reálné vyžadovat existenci a znalost "přesné teploty", a to zejména nejde-li o rovnovážný stav. Striktně vzato, je teplota stejně definována jen pro těleso v rovnováze. (Máma měřící teplotu nemocného děcka musí taky počkat, až kulička teploměru bude v rovnovážném stavu s tělem pacienta, jinak - bez rovnováhy - nemá údaj
smysl.)
Dotaz: Dobrý den. Pátrám na internetu po odpovědi na otázku, bohužel marně,
proč není v teploměru s lihem jako s teploměrnou látkou nad sloupcem lihu
vakuum (jako nad rtutí u rtuťového teploměru), nýbrž se vyplňuje plynem,
je-li teploměr určen pro měření vyšších teplot? Mohlo by to souviset s
jeho sytými či přehřátými parami? (Jan Zaruba)
Odpověď: Ani ve rtuťovém teploměru není nad rtutí dokonalé vakuum, alebrž jsou zde (ikdyž relativně řídké) rtuťové páry. Každá kapalina se bude při dostatečně nízkém tlaku (resp. dostatečně vysoké teplotě) vypařovat a "zaplňovat" případné volné místo, vakuum. U lihu by za vyšších teplot bylo velmi výrazné (teplota varu lihu při běžném tlaku je okolo 78°C), zvýšíme-li tedy tlak v trubici přidáním dalších plynů, zvýší se i teplota varu za takto zvýšeného tlaku a teploměr může být použitelní i pro vyšší teploty.
Dotaz: Vysvětlete funkci bezkontaktního teploměru pro měření teploty lidského těla,
zejména kalibraci (J.Kozlovský)
Odpověď: Každé těleso sestává z elektricky nabitých částic (elektrony, protony). Tyto částice kmitají, a to tím více, čím je těleso teplejší. Tím ale vytvářejí elektromagnetické záření, čímž těleso ztrácí energii. Těleso ale také pohlcuje elektromagnetické záření vydávané okolními tělesy, čímž energii získává. Podle Stefanova-Boltzmannova zákona je těleso teploty T v rovnovážném stavu s elektromagnetickým polem, které nese energii rozloženou s hustotou úměrnou čtvrté mocnině teploty vyzařujícího tělesa. Vy sám, sedíte-li v klidu v místnosti, vyzařujete kolem sebe výkon zhruba 1 kW. Na druhou stranu ale předměty kolem Vás (o něco chladnější), vyzařují rovněž, a vy od nich přijímáte asi 900 W, takže vyzařujete (a průběžně potřebujete doplňovat) asi 100 W. Pokud
např. z jedné strany toto teplo nedostáváte - např. je tam otevřený mrazák o podstatně nižší teplotě, pak to pociťujete tak, že "na vás čiší chlad".
Ve vyzařovaném elektromagnetickém záření jsou různé frekvence zastoupeny s různou intenzitou. Frekvence odpovídající maximální intenzitě roste úměrně teplotě, odpovídající energie se čtvrtou mocninou teploty. Při "pokojových teplotách" leží maximum ve vzdálené infračervené oblasti (často se mluví o "tepelném záření"). Stačí tedy mít čidlo dostatečně citlivé na infračervené záření v této oblasti a měřit, kolik záření přijímá.
Kalibrovat takový teploměr lze nejjednodušeji měřením záření z lázně známé teploty (změřené třebas obvyklým dostatečně přesným rtuťovým teploměrem).
Dotaz: Rozložím-li hranolem světlo, získám spektrum barev. Na jednom kraji bude
červená, na druhém fialová barva. Je za těmito barvami ještě něco, co nevidím?
(za fialovou ultrafialová a před červenou infračervená?) Bude "červený" konec
teplejší a mohu s ním něco ohřát? Mohu "fialovým" koncem zobrazit ochranné prvky
bankovek? (Jindra Slavík)
Odpověď: Ano, při rozkladu světla je skutečně za viditelným spektrem na jedné straně infračervené záření a na druhé straně záření ultrafialové. Uvádí se, že právě takto (umístěním teploměru kousek za červenou část spektra světla rozloženého hranolem) bylo infračervené záření prokázáno britským hudebníkem a amatérským astronomem Frederickem Williamem Herschelem (1738-1822).
Pokud začnete s rozkladem světla pomocí hranolu experimentovat, nenechte se ale překvapit některými možnými komplikacemi:
Rozkladem světla nijak nezintenzivníte dané záření. Pokud tedy chcete něco ohřát, hranolem si moc nepomůžete (v porovnání s tím, že daný předmět vystavíte záření přímo, tedy bez hranolu) - hranol světlo jen rozkládá.
Zejména u ultrafialového záření se můžete setkat s tím, že hranol (z obyčejného skla) jej bude pohlcovat, takže jím UV záření prakticky neprojde a vy jej vedle fialové části spektra nebudete detekovat.
Poznámka: William Herschel je mimo jiného znám také jako objevitel planety Uran (který pozoroval roku 1781). Později se ale zjistilo, že Uran byl pozorován již několikrát i dříve, poprvé snad již roku 1690 anglickým astronomem Johnem Flamsteedem.
