I.2. Temperatura - mărime de stare.

Experiment

3. Echilibrul termic

Materiale necesare: vas metalic, sursă de încălzire, un borcan de 800g (mare), o sticluţă sau un borcănel care să încapă în borcanul mare, două termometre (pot fi și de cameră), cronometru.

Atenție

Acest experiment se efectuează numai în prezența unui adult!

Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi! Atenție când lucrezi cu apă caldă să nu te arzi!

Descrierea experimentului:

• Pune apă rece de la robinet în borcanul mai mic şi măsoară-i temperatura inițială: t₁ = .......... °C,
• Încălzeşte separat apă, apoi pune-o în borcanul mai mare și măsoară-i temperatura: t₂ = …… °C
• Pune borcanul mic cu apa rece în borcanul mai mare cu apa caldă și în fiecare pune câte un termometru. Pornește cronometrul.
• Urmăreşte indicaţiile termometrului până când acesta rămâne la aceeaşi temperatură, pe care o notezi cu t_e = ......... °C. Trece temperaturile celor două ape în următorul tabel:

• Realizează graficul dependenței temperaturilor apei reci, respectiv calde în funcție de timp.

Observaţie

Apa rece își mărește temperatura, iar apa caldă își micșorează temperatura, până ajung la aceeași temperatură.

Două corpuri cu temperaturi diferite, puse în contact termic, după un anumit timp, ajung să aibă aceeași temperatură (numită temperatură de echilibru = T_e), adică să fie în echilibru termic.

important

Temperatura este o mărime fizică de stare măsurată cu termometru.

Fiecărei stări termice de echilibru i se asociază o anumită temperatură.

În 1848, fizicianul britanic William Thomson (lord Kelvin) a propus o scară de temperatură care să nu depindă de nicio substanță, numită scară absolută, care a fost aleasă ca unitate de măsură în Sistemul Internațional. Scara Kelvin nu are temperaturi negative.

La temperatura de zero absolut (0 Kelvin= - 273 °C), mișcarea termică încetează.

În 1742 fizicianul suedez Anders Celsius a propus o scară de temperatură pentru termometrul cu mercur, numită scara Celsius care are două repere:

• Temperatura de topire a gheții de 0 °C, la presiune normală.
• Temperatura de fierbere a apei de 100 °C, la presiune normală.

Relația dintre scara Kelvin și scara Celsius:

Observaţie

Folosim simbolul T pentru temperatura exprimată în Kelvin și pentru temperatura în grade Celsius folosim simbolul t.

Scara Fahrenheit a fost propusă în 1724 de către fizicianul Daniel Gabriel Fahrenheit. Fahrenheit este o scară de temperatură utilizată în cadrul sistemului anglo-saxon de unități de măsură. Gradul Fahrenheit, notat cu °F, este unitatea de măsură a temperaturii (t_F).

Relația de transformare între scara Celsius t(°C) și Fahrenheit t_F(°F):

Problemă rezolvată

1. Transformă o temperatură de 40 °C în Kelvin și grade Fahrenheit.

Rezolvare: