Естествознание

Термодинамическое равновесие. Проводя измерения, следует помнить, что любой термометр всегда измеряет свою собственную температуру. Когда термометр приводят в контакт с изучаемым телом, мы видим разного рода изменения: движется "столбик" жидкости, меняется объем газа и т.п. Но вскоре между термометром и телом обязательно наступает термодинамическое равновесие - состояние, при котором остаются постоянными все величины, характеризующие эти тела: их массы, объемы, давления и так далее. С этого момента термометр показывает не только свою температуру, но и температуру изучаемого тела.

�так, температура - физическая величина, измеряемая термометром и одинаковая у всех тел или частей тела, находящихся в термодинамическом равновесии друг с другом. Например, на рисунке термодинамическое равновесие между термометром и водой еще не наступило. Поэтому говорить о температуре воды преждевременно, необходимо подождать.

Градуирование термометра. Так называется процедура разметки шкалы будущего термометра РІ единицах температуры. Проведем ее РЅР° примере шкалы Цельсия. Поместим будущий термометр РІ смесь РІРѕРґС‹ Рё льда. Поставим отметку 0 °РЎ. Затем опустим его РІ РІРѕРґСѓ, кипящую РїСЂРё нормальном атмосферном давлении. Поставим отметку 100 °РЎ. Расстояние между отметками разделим РЅР° 100 равных частей. Образуются деления - РїРѕ 1 °РЎ.

Вообразим, что РјС‹ самостоятельно изготовили РґРІР° термометра: ртутный Рё спиртовой. Поместим РёС… РІ стакан СЃ кипятком. Разумеется, РѕРЅРё покажут 100 °РЎ. Подождем, РїРѕРєР° РІРѕРґР° остынет РґРѕ 50 °РЎ РїРѕ ртутному термометру. Удивительно, РЅРѕ спиртовой термометр будет показывать температуру РЅР° 7 градусов ниже! Это объясняется тем, что ртуть Рё СЃРїРёСЂС‚ неодинаково расширяются (или сжимаются) РїСЂРё одинаковом изменении температуры.

�так, в физике опытным путем установлено, что тепловое расширение различных веществ неодинаково.

Выбор термометрического тела. Как мы только что выяснили, показания термометров зависят от выбора термометрического тела: ртути, спирта и так далее. Для преодоления этого недостатка ученые стали искать другие способы измерения температуры. �х внимание остановилось на газонаполненном термометре.

Выяснилось, что газовый термометр показывает одно и то же значение температуры вне зависимости от того, каким газом заполнен. Например, водородом, кислородом, воздухом или каким-либо другим газом. Поэтому газовый термометр условились считать эталонным (образцовым) термометром.

Показаниям газового термометра наиболее близко соответствуют показания ртутных термометров. Они гораздо более компактны, и потому очень широко применяются в технике. Спиртовые термометры менее точны, но зато и более безопасны (ртуть ядовита). �х используют, главным образом, в быту.