The A.

fyzika

Fyzika

Ak sa zmení teplota kvapaliny, zmení sa aj jej objem. Najčastejšie sa
pri zvýšení teploty objem kvapaliny zvýši. Relatívna zmena objemu
kvapalín je výrazne vyššia, ako relatívna zmena objemu pevných
telies. Táto vlastnosť sa využíva pri konštrukcii teplomerov.
Kvapalina (napr. olivový olej) má objem 𝑉0 = 10,00 ml, a pri zvýšení
teploty o Δ𝑡 = 5,0 °C sa jej objem zvýši o Δ𝑉 =0,035 ml. Táto zmena
sa vyjadruje vzťahom
Δ𝑉 = 𝑉0𝛽Δ𝑡,
kde veličinu 𝛽 nazývame koeficient objemovej rozťažnosti. Každá
kvapalina má iný koeficient objemovej rozťažnosti, a jej hodnotu
môžeme nájsť vo fyzikálnych tabuľkách.
Sklenená nádoba, v ktorej olej máme, sa tiež rozťahuje, ale jej
vnútorný objem, sa mení výrazne menej než objem kvapaliny v nej.
Aby sa veľmi malá zmena objemu kvapaliny dobre pozorovala,
použijeme tenkú trubičku, do ktorej sa kvapalina z nádoby vytláča. Pri
malom vnútornom priemere trubičky spôsobí i malá zmena celkového
objemu kvapaliny veľké posunutie jej hladiny v trubičke.
Úloha
Zostrojiť tzv. kalibrovaný teplomer.
Pomôcky
Malá sklenená nádoba (napr. po liekoch) s objemom okolo 10 ml a uzáverom, olivový olej, tenká
priehľadná trubička (vnútorný priemer 2-3 mm, dĺžka 20-25 cm – napr. tenká priehľadná slamka),
tesnenie. Pevný umelohmotný štít, na ktorý sa dá písať. Dôležité je, aby nádoba mala pevné steny
a pevný uzáver.
Postup
Uzáver fľaštičky prevŕtaj a trubičku zasuň do otvoru v uzávere. Medzeru medzi trubičkou a uzáverom
dokonale utesni, napr. plastelínou, lepidlom z horko vzdušnej pištole, alebo iným vhodným spôsobom,
tak aby okolo trubičky olej nemohol z fľaštičky unikať, ani aby sa do fľaštičky nedostal vzduch. Do
dolnej časti trubičky natiahni olej do polovice celej dĺžky, a takto pripravený uzáver nasaď na fľaštičku
naplnenú po vrch olejom. Dbaj o to, aby vo fľaštičke nezostal vzduch. (Zmontovanie môžeš urobiť po
ponorení do oleja vo väčšej nádobe.) Ak sa bude meniť objem oleja vo fľaštičke, olej sa začne vytláčať
do trubičky. Očisti fľaštičku, aby ti nekĺzala v ruke.
K vrchnáku a k trubičke pripevni pevný štítok (umelohmotný alebo papierový), na ktorý budeš kresliť
stupnicu.
Kalibrácia
Takto pripravený teplomer ponor do zmesi vody a ľadu, ktorá má pri normálnom tlaku teplotu 0 °C. Po
ustálení výšky stĺpca v trubičke označíme na trubičke aj na štítku teplotu 0 °C (obr. F−5). Potom do
väčšej nádoby s vodou ponor svoj teplomer až po uzáver a nádobu daj na varič. Potom vodu zohrievaj,
až kým sa nezačne variť. Pozoruj, ako hladina oleja v trubičke stúpa, až sa zastaví, keď sa voda v nádobe
začne variť. Na trubičke aj na štítku označ čiarkou teplotu 100 °C. Potom nechaj nádobu s vodou
vychladnúť, vyber štítok a vzdialenosť medzi ryskami 0 °C a 100 °C rozdeľ pomocou pravítka najprv
Obr. F–5
0 °C
100 °C
na 10 dielikov (po 10 °C), a potom ešte čo najjemnejšie, ako sa bude dať. Štítok potom nasaď do
pôvodnej polohy a máš pripravený vlastný kalibrovaný teplomer.
Úlohy k používaniu teplomeru
1. S použitím vlastného teplomera zmeraj teplotu studenej a teplej vody vo vodovode. Výsledky
merania zaznamenaj!
2. Do pohára, do ktorého vojde aj tvoj teplomer, napusti studenú vodu z vodovodu. Zmeraj jej teplotu
s teplomerom, s ktorým si tesne pred tým meral teplotu teplej vody z vodovodu. Zapíš výsledok.
Vysvetli, prečo sa výsledok líši od výsledku merania z bodu 1.
3. Zmeraj vonkajšiu teplotu vzduchu okolo obeda v tieni a na slnku.
4. Sleduj a zapisuj vonkajšiu teplotu vzduchu na danom tienistom mieste behom celého týždňa vždy
v rovnakom čase ráno, okolo obeda a večer. Hodnoty zapíš do prehľadnej tabuľky aj s hodnotami
teploty udávanými na internete v tvojom meste a porovnaj ich.
5. Opíš výhody a nevýhody svojho teplomeru.