44. Hőmérséklet

1. Hőmérséklet, hőmérsékleti skálák

A hőmérséklet a testet alkotó részecskék mozgásának intenzitását jellemzi.

Poén:
A hideg fogalma relatív:
+ 20°C A görögök felveszik a pulóverüket (ha megtalálják azt)
+ 15°C A jamaicaiak bekapcsolják a fűtést (persze, ha van nekik).
+ 10°C Az amerikaiak reszketnek a hidegtől. Az oroszok a kiskertekben uborkát ültetnek.
+ 5°C Leheletünk már látszik. Az olasz autók felmondják a szolgálatot.
0°C Amerikában megfagy a víz. Oroszországban a víz sűrűbb lesz.
- 5°C A francia autók felmondják a szolgálatot.
- 15°C A macska ragaszkodik hozzá, hogy veled aludjon az ágyban. A norvégok előveszik a pulóverüket.
- 18°C Oslóban bekapcsolják a fűtést. Az oroszok a szezon végén utoljára utaznak a dácsára.
- 20°C Az amerikai autók nem indulnak el.
- 25°C A német autókat nem lehet indítani. A jamaicaiak kihaltak.
- 30°C A hatóságok napirendre tűzik a hontalanok kérdését. A macska a pizsamádban alszik.
- 35°C Túl hideg van ahhoz, hogy gondolkozz. A japán autókat nem lehet elindítani.
- 40°C A svéd autók felmondják a szolgálatot.
- 42°C Európában már nem működik a közlekedés. Az oroszok az utcán fagylaltoznak.
- 45°C Vannak még görögök?
- 50°C A szempillák megfagynak két pillantás között. Alaszkában a fürdőszobák kis ablakát fürdéskor bezárják.
- 60°C A fehér medvék délebbre vonulnak.
- 70°C A pokol is befagyott.
- 73°C A finnek menekítik a Mikulást Lappföldről. Az oroszok felveszik a füles sapkájukat.
- 80°C Az oroszok nem veszik le a kesztyűjüket még a vodka pohárba öntésekor sem.
- 114°C Az alkohol megfagy. Az oroszok irtó dühösek

Az öltözék a hőérzetet befolyásolja:

Az alkohol is befolyásolja a hőérzetet:

A hőérzet szubjektív ezért hőmérőre van szükség a méréséhez.

Többféle hőmérsékleti skála ismert: Celsius, Kelvin, Fahrenheit.
A hőmérséklet jele:

• t, ha °C-ban mérjük,
• T, ha K-ben mérjük.
• (tF, ha °F-ban mérjük, ami Európában nem túl gyakori)

Átváltások:

• T = t + 273K
• t = T - 273°C
• t_F = 1,8*t + 32°F
• t = (t_F - 32)/1,8°C

Feladat:
t = 37°C
T = ?,
t_F = ?

Megoldás:
T = 37 + 273 = 310K
t_F = 1,8*37 + 32 = 98,6°F

Hány °C-fokokról van szó?

Speciális hőmérsékleti értékek:
Standard állapot: st. nyomás és 25°C T= 298K (szobahőmérséklet)
Normál állapot: st. nyomás és 0°C T= 273K

Nevezetes hőmérsékleti értékek:

• 50 millió°C Hidrogénbomba robbanásakor, Legforróbb csillagok belső hőmérséklete
• 10 millió °C A Nap belső hőmérséklete
• 6000°C A Nap felszíni hőmérséklete
• 3400 °C Volfrám, a legmagasabb olvadáspontú fém, megolvad
• 1500 °C Vas olvadáspontja
• 1200°C Gáztűzhely lángja
• 200°C Sütő hőmérséklete
• 36-37°C Az emberi test normális hőmérséklete
• 15°C Földfelszín átlaghőmérséklete (-90°C-tól +60°C-ig)
• 3,5°C Téli álmot alvó aranyhörcsög testhőmérséklete
• -39 °C Higany fagyáspontja
• -200°C A folyékony levegő forrni kezd
• -230°C A Plútó felszíni hőmérséklete
• -270°C Világűr hőmérséklete
• -273°C Abszolút zérus

2. Hőmérők fajtái:

A. Kontakthőmérők:
A kontakthőmérők mindig a saját hőmérsékletüket mérik.

Termoszkópnak nevezünk minden olyan eszközt, amellyel testek hőmérsékletének változását tudjuk demonstrálni anélkül, hogy a változás nagyságát numerikusan mérnénk.

Folyadékhőmérők: Egy zárt edényben táguló folyadék szűk csőben való viszonylagos gyors kiterjedése a hőmérséklet jelzésének alapja. Alapanyag: alkohol, vagy higany és speciális gáz.
A hagyományos lázmérő olyan higanytöltésű hőmérő, amelynél a kapillárison lévő szűkület megakadályozza a higany tágulás utáni visszaáramlását. (2009-től a higanyos lázmérő nem forgalmazható) Bizonyos anyagok (festékek) színe hőmérsékletváltozás hatására ismert módon változik.Ez a termokolor.

Gázhőmérők: Akár az állandó térfogatú gáz nyomásának, akár az állandó nyomású gáz térfogatának változása alkalmas a hőmérséklet mérésére.

Fémhőmérők:

• Fémrudas hőmérők: lineáris hőtágulást mérnek.
• Bimetál hőmérők: elgörbülést mérnek.
• Az ellenállás-hőmérők azt használják ki, hogy a fémek ellenállása függ a hőmérséklettől.

Galilei-hőmérő: Ha egy folyadék hőmérséklete megváltozik, a folyadékban úszó tárgyak relatív sűrűsége is megváltozik, így vagy lesüllyednek, vagy felúsznak a közeg tetejére, mert érvényesül Arkhimédész törvénye.

B. Távhőmérők:
A magasabb hőmérsékletű testeknél a sugárzás erősségét mérik. Ezek a pirométerek. (kohók, Nap)
Infravörös hőmérő: az infravörös sugárzás mérésére alkalmas.

Poén:
Melegben a tárgyak kitágulnak, hidegben összehúzódnak - magyarázza a tanár.
Ki tud példát mondani erre?
A nappalok télen rövidebbek, mint nyáron - mondja Pistike.

Feladatok:

(OFI 10TK 117.)
1. Hogyan befolyásolja a hőmérő tömege és hőmérséklete az 1 dl víz hőmérsékletének mérését?

2. A Celsius-skála és a Kelvin-skála közötti összefüggés: T(K) = T(°C) + 273
a) Hány K a 41 0C ; (- 23 °C) ; 128 °C hőmérséklet?
b) Hány °C a 236 K ; 418 K hőmérséklet?

3. A Réaumur-skála és a Celsius-skála közötti összefüggés: T(°R) = 0,8*T(°C).
a) 30 0C hőmérséklet, hány 0R?
b) 150 °R hőmérséklet, hány 0C?
c) A fotón látható hőmérőn melyik beosztás a Cesius- és melyik a Réaumur-skála?

4. A Fahrenheit-skála és a Celsius-skála közötti összefüggés: T(0F) = 1,8* T°C + 32.
a) Hány °F a 20 °C hőmérséklet?
b) Hány °C a 180 °F hőmérséklet?
c) Hány fok volt a fotók készítésekor?

5. A képen egy hét időjárásának előrejelzése látható.
a) Számítsuk ki minden napra a naponta előre jelzett maximum és minimum hőmérsékletek átlagát!
b) Ábrázoljuk oszlopdiagramon a napi átlaghőmérsékleteket!

6. A következő grafikonokon három napon keresztül 7 órakor, 13 órakor és 19 órakor mért hőmérsékleteket ábrázoltak.
a) Számítsuk ki minden napra a reggel és este mért hőmérsékletek átlagát!
b) Ábrázoljuk oszlopdiagramon a grafikonról leolvasható, naponta 7 órakor, 13 órakor es 19 órakor mért hőmérsékleteket!

7. A képen öt nap időjárásának előrejelzését tanulmányozhatjuk.
a) Számítsuk ki a reggeli és a délutáni átlaghőmérsékleteket minden napra!
b) Ábrázoljuk a reggeli és a délutáni átlaghőmérsékleteket közös grafikonon a napok függvényében!

8. A következő grafikonok egy hét naponta mért legalacsonyabb és legmagasabb hőmérsékleteit ábrázolják.
a) Olvassuk le a grafikonokról a hetente mert napi legmagasabb és legalacsonyabb hőmérsékleteket!
b) A felső grafikonról olvassuk le a naponta mert legalacsonyabb hőmérsékleteket, és számítsuk ki az átlagukat!
c) Az alsó grafikonról olvassuk le a naponta mert legmagasabb hőmérsékleteket, és számítsuk ki az átlagukat!

Átváltások

NÉV:

TELJESÍTMÉNY:

Eset:	t(°C)	T (K)	tF(°F)
1.
2.
3.
4.
5.
6.