Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 8 dotazů obsahujících »teploměru«
4) Bezkontaktní teploměr
18. 11. 2007
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.
Dotaz: Dobrý den! Už mnohokrát jsem měřil teplotu nějaké látky v Celsiově stupnici. A
slyšel jsem, že určení stupnice vzniklo tak, že se ve chvíli, kdy voda začala
mrznout, vyryl bod 0 °C na teploměr a ve chvíli, kdy se začala voda odpařovat,
označil se bod jako 100 °C. Ale slyšel jsem i o tom, že se dá měřit pomocí
stupně Fahrenheita či Réaumura. Jak vznikla stupnice na teploměru pro tyto
fyzikální veličiny a jaké jsou jejich přepočty na stupnici pana Celsia? Mockrát
děkuji za odpověď a přeji Vám hezký den! (Tomáš Urbánek)
Odpověď: Cesliovu teplotní stupnici vytvořil v roce 1742 švédský astronom Anders Celsius, přičemž stanovil hodnoty 0 °C pro teplotu varu vody a 100 °C pro teplotu tání vody - tedy obráceně, než jsme zvyklí dnes. Do dnešní podoby stupnici upravil až o něco pozdeji švédský přírodovědec Carl Linné, když stupnici otočil (a tedy stanovil bod tání na 0 °C a bod varu na 100 °C).
Fahrenheitova teplotní stupnice je pojmenována po německém fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi, který roku 1724 stanovil teplotu 0 °F jako nejnižší teplotu, jíž se mu podařilo dosáhnout smícháním soli, vody a ledu a teplotu 96 °F jako teplota lidského těla. Později byly z praktických důvodů (přesněji a objektivněji je lze měřit) zvoleny referenční body 32 °F jako teplota mraznutí vody a 212 °F jako teplota varu vody. Dnes se Fahrenheitova teplotní stupnice používá například v USA. Je-li F teplota ve stupních Fahrenheita a C teplota ve stupních Celsia, potom platí převodní vztahy:
F = (9/5 * C) + 32
C = (F - 32) * 5/9
Réaumurova teplotní stupnice je pojmenovaná po francouzském přírodovědci René Réamurovi, který ji zavedl roku 1730. Svého času byla velmi rozšířená, dnes se již prakticky nepoužívá. Stupnice je definována opět pomocí bodu mrznutí vody (0 °R) a bodu varu vody (80 °R). Je-li R teplota ve stupních Réamura a C teplota ve stupních Celsia, pak platí:
R = 4/5 * C
C = R * 5/4
Poznámka: Všechny referenční teploty jsou udávány při normálním atmosférickém tlaku.
Dotaz: Dobrý den Ctěla bych vědět,jaký je rozsah měření teploty lihovým teploměrem. Je
to úkol a já k tomu nemůžu nic najít. Předem děkuji za odpověď. (Karolína Szabo)
Odpověď: Teplota tání lihu je při normálním tlaku přibližně -117°C, teplota varu pak okolo 78°C. Lihový teploměr by tedy principiálně měl být použitelný přibližně v tomto rozsahu (uvádí se -110°C až 70°C). Běžné lihové teploměry používané v domácnostech však bývají kontruovány na rozsah výrazně menší, například mezi -30°C a +50°C.
Dotaz: Prosím Vás zdvořile o odkaz na podrobnější informace o Sixiově teploměru, event. o vynálezci (autoru) samotném. (Michal Souček)
Odpověď:
Odpověď:
Tento teploměr vymyslel v roce 1782 James Six, odtud
jeho název. Podrobný popis jeho částí můžete
vidět na obrázku. Teploměr je opatřen dvěma
stupnicemi (každá na jednom rameni U-trubice).
Stoupání nebo klesání kapaliny ve velké nádobce
způsobí pohyb rtuti. Na jedné straně je ukazatel
zatlačen do rtuti, na druhé straně vystoupí výš.
Spodní konec ukazatele vlevo označuje minimální a
napravo maximální dosaženou teplotu. Na ukazatelích
jsou malé pružinky, které je udrží na nejvyšším
dosaženém místě (neklesnou z nejvyššího bodu, i
když poklesne hladina rtuti). Jeho výhodou je
zaznamenání maximální a minimální teploty
dosažené po posledním měření.
Bohužel na webu není moc rozsáhlejších informací o
tomto teploměru nebo o jeho vynálezci. Nejlepší jsou
anglicky psané články, zkuste do googla napsat heslo
Six´s thermometer a hledejte.
