Transcript Teplota a její měření

Autor:
Ing. Bc. Pavel Kolář
Předmět/vzdělávací
oblast:
Základy přírodních věd - Fyzika
Tematická oblast:
Termika
Téma:
Měření teploty – teplotní stupnice,
jednotky teploty
Ročník:
2.
Datum vytvoření:
září 2013
Název:
VY_32_INOVACE_08.2.01.FYZ
Anotace:
Úvod do termometrie. Zavedení veličiny teplota,
Celsiova a Termodynamická teplotní stupnice,
jednotky teploty.
Metodický pokyn:
Prezentace je primárně určena ke zkvalitnění
výuky v hodinách fyziky, ale může být využita
i k samostudiu nebo pro distanční formu
vzdělávání. Otázky na konci tématu ověří
u žáků pochopení probíraného učiva. Materiál
vyžaduje použití multimediálních prostředků
(PC a dataprojektoru).
Měření teploty
Teplotní stupnice, jednotky teploty
Teplota
 Fyzikální veličina, která charakterizuje stav tělesa při tepelném ději;
 Je mírou pohybu molekul, atomů a jejich částí;
 Jednotkou teploty je Kelvin (K)  Termodynamická teplota T;
nebo častěji Celsiův stupeň (°C)  Celsiova teplota t;
 Teplota se měří teploměrem.
Celsiova teplotní stupnice
 Teploměr s Celsiovou teplotní stupnicí měří Celsiovu teplotu t;
°C
---- 100
 Bod varu vody za normálního tlaku;
----
 Bod tání ledu za normálního tlaku;
0
 Normální atmosférický tlak pn=101,325 kPa - bod varu vody 100°C;
 Stupnice je mezi těmito body rozdělena na sto stejných dílků;
 Jeden
dílek
odpovídá
teplotnímu
rozdílu
Celsiova

Vyšší tlak
- Papinův
hrnec
(200 kPa)
- bodjednoho
varu vody
120°C;stupně;
 Celsiova teplota nabývá kladných i záporných hodnot.
 Nižší tlak – Mount Everest (26,4 kPa) - bod varu vody 69 °C;
Termodynamická teplotní stupnice
 Teploměr s termodynamickou teplotní stupnicí měří termodynamickou
teplotu T;
K
---- 273, 16  Trojný bod vody;
----
0
 Absolutní nula;

stupnice
nezávislá
na volbě
teploměrné látky;
 Základní
Absolutníteplotní
nula – nejnižší
možná
hodnota
teploty;

kelvin je 273,16
díl termodynamické
teploty
trojného
bodu vody;
 Jeden
Třetí termodynamický
zákon:
Je možné se k teplotě
0K
přiblížit,
ale nelze ji přesně dosáhnout.
 Termodynamická teplota nenabývá záporných hodnot.
Porovnání Celsiovy
a termodynamické teplotní stupnice
0 °C = 273,15 K
T   t 273,15 K
100 °C = ? K
T = (100 + 273,15) K
100 °C = 373,15 K
T – termodynamická teplota
t – Celsiova teplota
Porovnání Celsiovy
a termodynamické teplotní stupnice
t   T  273,15 C
0 K = ? °C
t = (0 – 273,15) °C
0 K = -273,15 °C
T – termodynamická teplota
t – Celsiova teplota
Porovnání Celsiovy
a termodynamické teplotní stupnice
Doplňte chybějící hodnoty:
t °C
-40
32
95
-199
-73
37
T K
233
305
368
74
200
310
T   t 273 K
T – termodynamická teplota
t   T  273 C
t – Celsiova teplota
Shrnutí nejdůležitějších poznatků
 Fyzikální veličina teplota charakterizuje stav tělesa při tepelném ději;
 Teplota se měří teploměrem;
 Teploměr s Celsiovou teplotní stupnicí měří Celsiovu teplotu t ve stupních
Celsia (°C);
 Teploměr s termodynamickou teplotní stupnicí měří termodynamickou
teplotu T v Kelvinech (K);
 Kelvin (K) je základní jednotkou soustavy SI.
Otázky a úkoly
1)
Popište Celsiovu teplotní stupnici. Jakých hodnot může nabývat
Celsiova teplota?
o
Důležitými body na Celsiově teplotní stupnici jsou bod tání ledu (0 °C) a bod varu
vody (100 °C) za normálního tlaku. Jeden dílek odpovídá jednomu Celsiovu stupni.
Celsiova teplota nabývá kladných i záporných hodnot.
2)
V tlakové nádobě jaderného reaktoru má voda teplotu až 320°C
a přesto ještě nevře. Jak je to možné?
o
V reaktoru je vysoký tlak, přibližně 15 MPa (150 atm).
3)
V jakých jednotkách se měří termodynamická teplota?
o
Termodynamická teplota se měří v Kelvinech (K).
Otázky a úkoly
4)
Co je to absolutní nula? V čem spočívá její význam?
o
Absolutní nula (0 K) je nejnižší možná hodnota teploty.
5)
Popište termodynamickou teplotní stupnici. Jakých hodnot může
nabývat termodynamická teplota?
o
Důležitými body termodynamické teplotní stupnice jsou absolutní nula (0 K)
a trojný bod vody (273,16 K). Jeden dílek odpovídá jednomu stupni Kelvina.
Termodynamická teplota nabývá pouze kladných hodnot.
6)
Znáte ještě jiné teplotní stupnice? Kde se používají?
o
Například Fahrenheitova teplotní stupnice používaná ve Spojených státech amerických.
Použité zdroje
• LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro
střední školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice
pro střední školy. ISBN 80-7196-184-1.
• BEDNAŘÍK, Milan, KUNZOVÁ, Vlasta, SVOBODA, Emanuel. Fyzika II
pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: SPN, 1986, 216 s. Učebnice
pro střední školy.
• Kolektiv. KDY VLASTNĚ VŘE VODA ? online. cit. 2013-08-20. Dostupný
na WWW:
• http://www.cez.cz/edee/content/file/static/encyklopedie/pokusy/pokus 19.html
• Autorem obrázků, pokud není uvedeno jinak, je autor výukového
materiálu.