"Термометр в доме"

Автор: Мальцева Оксана Николаевна
Должность: учитель физики и математики
Учебное заведение: МБОУ ООШ с. Пестровка
Населённый пункт: с. Пестровка Камешкирский район Пензенская область
Наименование материала: методическая разработка
Тема: "Термометр в доме"
Дата публикации: 22.12.2015







Вернуться назад       Перейти в раздел





Текстовая часть публикации


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

основная общеобразовательная школа с. Пёстровка

Научно – практическая конференция

«Старт в науку»

Термометр в моем доме

Научно – исследовательская работа по физике

Автор:

Ионова Инна, 7 класс,

МБОУ ООШ с. Пестровка

Камешкирского района

Руководитель:

Мальцева Оксана Николаевна,

учитель физики

2015 год

2
Оглавление
Введение………………………………………………………………...с. 3- 5 Теоретическая часть: Глава1. 1.1 Понятие о температуре………………………….…….….с.6-7 1.2 Измерение температуры ………………………………. ..с.10- 16 Глава 2. 2.1 История появления термометра………………………….с.17- 18 2.2 Какие термометры бывают ………………………….…….с. 2.3 Термометр для дома………………………………..……….с. Практическая часть: Глава 1. 1.1 Создание модели термометра в условиях школьной лаборатории (опыт1) ……………………………………..с. 1.2 Изучение принципа действия школьного термометра( (опыт2) ………………………………..с. Глава 2 . 2.1 Делаем термометр своими руками (опыт 3)…………………………………………………….с. Заключение…………………………………………………………………с.22 Ресурсы…………………………………………………………………...…с.23 Приложение ……………………………………………………………………… …..с.
3
Введение
Мы все знаем, что окружающие нас тела бывают горячими или холодными. Стакан, в который налит кипяток, горячий, но тот же стакан, когда он пустой, – холодный. Мы чувствуем холод или тепло рукой, когда прикасаемся к стакану. А что именно мы ощущаем? Для понимания этого учеными было введено такое понятие, как температура. Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами. Чтобы измерять температуру в быту, промышленности и даже в прикладной науке нужно знать, что такое «температура». Действительно, большинство практических приборов для измерения температуры фактически измеряют другие свойства веществ, меняющиеся от этой степени нагретости, такие как давление, объем, электрическое сопротивление и т.д. Затем их показания автоматически или вручную пересчитываются в единицы температуры. Закономерности формирования понятия температуры были впервые опубликованы в работах Б.А.Алахунова, Г.И.Батуриной, Л.Н.Кузнецовой, А.Б.Маженовой, Тимофеевой 1 . 1  Формирование понятия температуры в предметах естественнонаучного цикла. Методические рекомендации.-М.,ШШСиМ0 АПН СССР
4
Актуальность
Очень важна необходимость измерения температуры человеком в: 1)медицине и при биологическом исследовании жизненных процессов 2)метеорологии 3)научном и промышленном использовании сжиженных газов (холодильная установка, сосуд для хранения жидкого гелия) 4) металлургии и химии 5) теплотехнике 6)астрофизических исследованиях 7)термоядерных исследованиях Поэтому одним из ведущих понятий,используемых всеми естественнонаучными предметами ,является понятие темепературы. Это объясняется тем, что температура является одной из фундаментальных физических величин,играющей определенную роль в большинстве природных явлений. Поэтому я считаю,что проблема возможности повышения уровня научности изучения температуры является на сегодняшний день актуальной. Я выбрала именно эту тему для изучения, потому что я сама практически ежедневно измеряю температуру дома (воздуха, тела, воды), на уроках в школе, даже в каждом классе школы у нас имеется термометр , а также я являюсь потребителем информации о температуре через Интернет .В будущем пользоваться изученными способами измерения температуры мне будет необходимо пользоваться всегда. Поэтому дополнительные
5 знания о температуре, термометре (кроме уроков) мне необходимы и интересны! А также, я захотела сделать некоторые приборы для измерения температуры своими руками.


Целью
данной работы является исследование объективных закономерностей формирования знаний о температуре и умений применять их на практике в жизни
Задачи:
1.Изучить литературу и материалы интернет ресурсов по теме исследовательской работы; 2.Систематизировать полученные знания; 3.Провести научный анализ понятия температуры 4.Изготовить некоторые приборы своими руками с целью проверки гипотезы Данная работа имеет
практическую значимость
и может быть использована на уроках физики для изучения тем «Тепловые явления», для применения изученного в быту.
Новизна работы
Новизна работы состоит в том, что она позволила почувствовать себя в роли экспериментатора и самостоятельно получить простейшие приборы для измерения температуры
6
Оборудование:
малая пробирка, пробка для пробирки с отверстием, прозрачная полиэтиленовая трубка, стакан с водой, спиртовка, зажим пробирочный, термометр.
Гипотеза исследования
Я предполагаю , что на основе изученного понятия температура возрастут мои умения применять его на практике; самодельным прибором можно пользоваться в домашних условиях
План исследовательской работы
 Спросить у учителя дополнительную литературу.  Изготовить самодельный измерительный прибор и проверить его работу.  Анализ результатов работы имеющихся приборов
7
Теоретическая часть

Глава1

1.1 Понятие о температуре
Существует два определения температуры. Одно - с молекулярно- кинетической точки зрения, другое - с термодинамической. Температура с молекулярно-кинетической точки зрения — физическая величина, характеризующая интенсивность хаотического, теплового движения всей совокупности частиц системы и пропорциональная средней кинетической энергии поступательного движения одной частицы. Термодинамическое определение: Температура — величина, обратная изменению энтропии (степени беспорядка) системы при добавлении в систему единичного количества теплоты, т.е ТЕМПЕРАТУРА- термин, принятый для обозначения теплового состояния или степени нагретости физического тела. Температура- тепловое состояние тела, измеряемое помощью термометра. В системе СИ температура измеряется в кельвинах. Но на практике часто применяют градусы Цельсия . Какие бывают температуры 2 : 2  Формирование понятия температуры в предметах естественнонаучного цикла. Методические рекомендации.-М.,ШШСиМ0 АПН СССР
1. Виртуальная температура 8 Виртуальная
температура
(от позднелат. virtualis - сильный, способный)-температура влажного воздуха. 2. Критическая температура Критическая
температура
-
температура
, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и насыщенным паром.
-температура
, которая характеризует переход газообразного состояния в жидкое, и именно тот момент, когда исчезает видимое различие между жидкостью и паром. 3. Радиационная температура Радиационная
температура
- физический параметр, характеризующий суммарную (по всем длинам волн) энергетическую яркость излучающего тела. 4.Цветовая температура- спектрофотометрическая или колориметрическая
температура
, параметр, характеризующий ход интенсивности излучения какого-либо источника с изменением длины волны . 5. Температура кипения растворов

Температура
кипения растворов-
температура
начала перехода жидкой фазы данного состава в пар. 9
Температура
кипения -
температура
, при которой происходит кипение жидкости.
Температура
кипения -
температура
равновесного перехода жидкости в пар при постоянном внешнем давлении. 6.Отрицательная температура Отрицательная
температура
, отрицательная абсолютная
температура
, величина, вводимая для описания неравновесных состояний квантовой системы. 7.Абсолютная температура -
температура
, измеренная по шкале Кельвина и отсчитываемая от абсолютного нуля. 8. Вырождения температура Вырождения
температура
-
температура
, ниже которой отчётливо проявляются квантовые свойства идеального газа. 9.Яркостная температура Яркостная
температура
, параметр, применяемый для количественной характеристики спектральной плотности энергетической яркости любого тела. 10.Температура замерзания растворов

Температура
замерзания растворов-
температура
начала кристаллизации твёрдой фазы из раствора. 10 11.Температура воздуха
Температура
воздуха - степень нагретости воздуха, определяемая при помощи термометров и термографов.
Температура
воздуха - одна из важнейших характеристик погоды и климата. 12.Температура тела
Температура
тела - степень нагрева тела организма, зависящая от баланса между отдачей тепла во внешнюю среду и образованием тепла в результате жизнедеятельности особи и ее нагревания .
Температура
тела- комплексный показатель теплового состояния организма животных и человека. 13. Расчетная температура наружного воздуха Расчетная
температура
наружного воздуха - значение
температуры
, принимаемое при расчете ограждающих конструкций (стен) и систем отопления. 14.Краткая температура хрупкости стали
Краткая
температура
хрупкости стали -
температура
, выше которой сталь ведет себя как преимущественно хрупкий материал. 11 15.Шумовая температура Шумовая
температура
-эффективная величина, служащая мерой мощности шумов в радиоприёмных устройствах. 16.Дебая температура Дебая
температура
- физическая константа вещества, характеризующая многие свойства твёрдых тел - теплоёмкость, электропроводность, теплопроводность. 17.Температура плавления
Температура
плавления -
температура
равновесного фазового перехода кристаллического (твёрдого) тела в жидкое при постоянном внешнем давлении.
Температура
плавления -
температура
, при которой происходит плавление кристаллических тел. Как видно из изложенного выше, место жительства температуры может быть разным- тело человека, животного, вода, воздух и др.
12
1.2 Измерение температуры
Термометр - прибор для измерения температуры . Интересно отметить, что термометр причисляли к метеорологическому прибору и лишь позднее его стали употреблять при измерении температуры воздуха, воды, в медицинских целях. Изучение этого вопроса долгое время занимался итальянский врач Санториго. До сих пор термометры применяются в метеорологии, гидрологии и других науках и отраслях хозяйства. На метеостанциях, где измерения температур проводятся в определенные сроки, для фиксации максимальных температур между сроками наблюдения служит максимальный термометр (ртутный); наименьшую температуру между сроками фиксирует минимальный термометр (спиртовой). Есть метод измерения температуры, реализованный в пирометрах - приборах для измерения яркостной температуры тел по интенсивности их теплового излучения. При этом достигается равновесное состояние термодинамической системы, состоящей из самого пирометра и теплового излучения, принимаемого им (излучение абсолютно черного тела - модель
процесса). Оптическая пирометрия 3 (бесконтактные методы измерения температур) используется в металлургии для измерения температуры расплава и проката, в лабораторных и производственных процессах, где необходимо измерение температуры нагретых газов, а также при исследованиях плазмы. А как же обстоит дело с измерением температуры тела? 13 Как показали исследования, у большинства людей нормальная температура тела колеблется между 36.0-37.0o С. Под нормальной температурой специалисты подразумевают температуру "сердцевины" тела, измеряемую в подмышечной впадине. Температура же "оболочки" тела, кожных покровов, осуществляющих реакцию физической терморегуляции, не остается постоянной. Другими словами, если температура "ядра" (внутренних областей тела) поддерживается в относительно узких пределах колебаний, то температура "оболочки" (кожных покровов) достаточно непостоянна. Итак, температура тела - это важный фактор, потому что тепловая энергия всегда будет переходить от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой (уровню тепловой энергии), хотя тело при более низкой температуре может содержать больше тепловой энергии. Органы чувств человека не могут правильно оценить температуру тела. То, что вы чувствуете своей рукой, зависит также от ее исходного состояния. Что же тогда требуется для
измерения температуры
? 3  Интернет ресурсы. Организация теоретического материала в учебнике физики.(Тезисы всесоюзной конференции.на тему:"Теория и практика создания школьных учебников". - М.
Любое физическое свойство тела, которое изменяется соответственно с температурой, может служить для ее измерения. Некоторые из этих свойств следующие:  тепловое расширение жидкости;  изменение сопротивления металла, например отрезка платиновой проволоки;  изменение электродвижущей силы термопары, когда два ее соединения имеют разную температуру;  давление газа определенной массы при постоянном объеме. 14 Можно использовать и другие свойства. Как же мы узнаем, что эти свойства изменяются соответственно изменению температуры? Это затруднительно, поскольку если одно свойство используется для проверки другого и они не согласуются, то невозможно узнать, что является ошибкой, и если четыре термометра используются для измерения одной температуры, скажем, 200°С, то они дадут немного отличные показания. Какой же из них точен и точен ли каждый из них?  Все газы имеют одинаковый коэффициент расширения , и поэтому вероятно, что есть что-то основополагающее в газовом термометре постоянного объема. Более того, шкала для измерения температуры газа совпадает с теоретической термодинамической шкалой температур Кельвина.
 Газовый термометр постоянного объема описан здесь. Он принят за эталон, и другие термометры градуируются по нему. Вода не может применяться как жидкость для термометра вследствие ее необычного расширения. Она имеет и другие недостатки, а именно низкую точку кипения и высокую точку замерзания. Ее бесцветность не является проблемой, поскольку нетрудно добавить в нее немного красящего вещества, чтобы она была легко видна. 15 Существуют ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ 4 : Шкала Цельсия Шкала Фаренгейта Шкала Реомюра Шкала Кельвина Кем и когда введена. А. Цельсия швед. физик 1742 г. Фаренгейт стеклодув из Голландии 1724 г. Реомюр французский физик 1726 г. Томсон (лорд Кельвин) англ. физик 1848 г. Обозна- чение. C F R К 4  Школьные лекции и семинары го физике. Методические рекомендации студентам педагогических специальностей
Наличие положи- тельных и отрица- тельных темп-р + и – + и – + и – + Опорные точки. 0C – темп. таяния льда, 100C – темп. кипения воды. 32F – темп. таяния льда, 212F – темп. кипения воды. 0R – темп. таяния льда, 80R – темп. кипения воды. 0K – абс.нуль, 273К – темп. таяния льда. Т = t + 273 16
Глава2

2.1 История появления термометра
Изобретение термометра. Раньше все люди и даже ученые определяли температуру тел на ощупь! И длилось это довольно продолжительное время – до тех самых пор, пока однажды Галилео Галилей в 1597 году взял стеклянную трубку с припаянным к ней небольшим стеклянным шариком, немного подогрел шарик и открытый конец трубки поместил в сосуд с водой, назвал он его
-термоскоп. Баллон нагревали руками и погружали конец трубки в сосуд с водой. Баллон охлаждался до температуры окружающего воздуха и уровень воды в трубке поднимался. Т.е. по изменению объема газа в сосуде можно было судить об изменении температуры. Недостаток- здесь еще не было числовой шкалы. Измерительная шкала появилась только через 150 лет! В 1641г. был изготовлен термометр для герцога Тосканы Фердинанда II в котором впервые было устранено влияние атмосферного давления на показатели прибора (прибор заполнили спиртом, а не водой, воздух из стеклянной трубочки, герметически закрытой сургучом, удалили). Примерно в
1700 году
флорентийский термоскоп взяли, да перевернули, налив в трубку с шариком подкрашенный спирт, а сосуд выкинули за ненадобностью. Это было новое слово в науке и технике – прибор перестал зависеть от атмосферного давления. Получившийся прибор и есть термометр – т.е. 1700 год мы можем считать годом рождения привычного нам термометра! Правда, тут же появилась проблема в согласовании шкал термометров. Каких только "постоянных" точек не брали для шкал и как только их не градуировали. 17 В
1714 году
голландский ученый Д. Фаренгейт сделал себе термометр сам, и сам же придумал шкалу к нему. Он взял стеклянную трубку с шариком на одном конце, налил туда ртути, откачал из нее воздух и запаял. Далее он поместил свое детище в смесь льда и поваренной соли (самое холодное, но еще жидкое вещество того времени) и обозначил высоту столбика ртути за 0 градусов. Потом он поместил свой термометр в тающий лед (обычный, без соли) и надписал 32 градуса на шкале. Следующей точкой у Фаренгейта была температура человеческого тела – 96 градусов (это число, оказывается, прекрасно делится на 32). Температура кипения воды
получилась у него равной 212 градусам. В Англии и США до сих пор используют эту шкалу. В
1730 году
французский физик Р. Реомюр предложил спиртовой термометр с постоянными точками таяния льда (0 °R) и кипения воды (80 °R). Примерно в это же время шведский астроном Андерс Цельсий использовал ртутный термометр Фаренгейта с собственной шкалой, где температура кипения воды была принята за 0 градусов, а таяния льда – за 100 градусов. Когда его спросили об этой странности его шкалы, Цельсий с улыбкой парировал: "У нас в Швеции довольно прохладно, и для избежания отрицательных температур я и изобрел данную шкалу". А перевернули шкалу Цельсия его же соотечественники: ботаник К. Линней и астроном М. Штремер. Вот этот "перевернутый" термометр и получил широкое распространение. Современники Галилея усовершенствовали термоскоп, снабдив его шкалой. Каждый конструктор создавал для своего прибора свою шкалу. Начальные или критические точки по ней выбирались произвольные, например Отто Герике (бургомистр города Магдебурга), за нуль выбрал 18 температуру «осеннего дня 1660г., когда был первый заморозок в Магдебурге». Расстояния между делениями шкалы также выбирались произвольно, поэтому сравнить показания различных термометров было нельзя. Кроме того, термоскоп Галилея можно считать одновременно и бароскопом (от греческих слов «барос» - давление, «скопео» - наблюдать) т. к. на показание прибора влияло не только изменение температуры, но и атмосферное давление.
19
2.2 Какие бывают термометры
Итак, виды термометров 5 : Жидкостные термометры Газовый термометр Жидкокристаллические Металлические термометры 5  Организация теоретического материала в учебнике физики.(Тезисы всесоюзной конференции.на тему:"Теория и практика создания школьных учебников". – М)
Электронные термометры Акустический термометр Магнитный термометр Манометрический термометр Шумовой термометр Ядерный квадрупольный термометр Биологические термометры Жидкостные термометры-это ртутный термометр. Время измерения температуры этим термометром: 7-10 минут. Требует к себе крайне бережного отношения: внутри термометра находится около 2 грамм очень токсичной и опасной для здоровья ртути. Жидкостный термометр – это обычный стеклянный термометр. Жидкостный стеклянный термометр: Наиболее знакомым термометром является показанный на рисунке. В нем обычно используется одна из двух жидкостей - ртуть или спирт. 20 Жидкость содержится в тонкостенной колбе на конце длинной толстостенной капиллярной трубки. Стекло плохой проводник тепловой энергии, поэтому стенки колбы тонкие, чтобы тепловая энергия быстро проходила через них и жидкость приобретала температуру окружающей среды. Поскольку колба мала, то канал капиллярной трубки должен быть очень узок, так, чтобы малое изменение температуры вызывало заметное движение столбика жидкости.
Если вы посмотрите на трубку сломанного термометра, то вам потребуется увеличительное стекло, чтобы увидеть этот канал. Легко увидеть нить жидкости в термометре, поскольку толстостенная трубка действует как цилиндрическое увеличительное стекло.
Жидкостные стеклянные термометры
не слишком точны, имеют ограниченный диапазон и легко разбиваются. Они могут давать более точные показания, если интервал между отметками на шкале увеличен. Этого можно достичь или увеличением размеров колбы, или применением капиллярной трубки с еще более узким отверстием, или же и тем и другим. Если колба больше, то повышение объема жидкости будет больше для того же повышения температуры и ртуть продвинется по стволу дальше. Уменьшение канала дает большую длину столбика жидкости для того же увеличения объема и того же повышения температуры. Как скоро термометр достигает измеряемой температуры? Это зависит от количества жидкости в колбе. Чем больше жидкости, тем дольше это 21 происходит. Некоторые больничные термометры называются «полуминутными термометрами», а некоторые — «одноминутными». Жидкостные термометры 6 работают по простому принципу - объем жидкости изменяется при изменении ее температуры. Жидкость занимает меньший объем при низкой температуре и больший объем при высокой. 6  Интернет ресурсы
Вы сталкиваетесь с жидкостями каждый день, но можете не замечать, что жидкости, такие как вода, молоко и готовящееся масло, увеличиваются в объеме при увеличении температуры. Это связано с тем, что изменение в объеме, в таких случаях, довольно маленькое. Все жидкостные термометры используют большой сосуд и узкую трубку, для того, чтобы лучше было видно изменение объема жидкости. Мы можете увидеть это собственными глазами, сделав собственный жидкостный термометр. Техника хранения и безопасности: 1) термометр хранится в футляре; 2) оберегайте прибор, особенно его резервуар со спиртом или ртутью, от ударов; помните: пары ртути ядовиты! Правила обращения при измерениях: 1) следите за тем, чтобы не нарушался контакт термометра со средой, температуру которой измеряют, не касайтесь прибором стенок и дна сосуда; 22 2) погрузив термометр в среду, выждите некоторое время, пока уровень спирта или ртути не перестанет перемещаться; только после этого проводите отсчет; 3) снимая показания, расположите глаз на линии, перпендикулярной шкале прибора и проведенной через точку отсчета
Газовый термометр - термометр, в котором в качестве термометрического тела используется газ. При этом используется наличие прямо пропорциональной зависимость между давлением (идеального) газа и его абсолютной температурой при постоянном объеме. На измерении температуры газовыми термометрами построены современные температурные шкалы. Обычно применяются газовые термометры постоянного объема , в которых изменение температуры газа пропорционально изменению давления. Процесс измерения заключается в приведении баллона с газом в состояние теплового равновесия с теплом, температуру которого измеряют, и в восстановлении первоначального объема газа. Затем по формулам рассчитывается температура тела. Газовым термометром измеряют температуры о т 2 до 1300К с предельно достижимой точностью 2*10-3 - 3*10-2К в зависимости от зависимости от измеряемой температуры. Газовый термометр такой точности – сложное устройство. Необходимо учитывать не идеальность газа, тепловое расширение баллона и соединительной трубки, изменение состава газа внутри баллона (сорбцию и диффузию газов), изменение температуры вдоль соединительной трубки. Жидкокристаллические. Жидкокристаллические термометры создали в новосибирском Академгородке. 23 Они представляют собой тонкую пленку толщиной всего в 20 микрон, изготовленную из особых материалов на основе жидких кристаллов. Чтобы измерить температуру, достаточно приклеить эту пленку на тело - жидкие кристаллы изменяют свой цвет от красного до синего и воспроизводят изображение температурного поля в виде яркой цветной картинки. Такая наглядная картина очень удобна при проведении
диагностики внутренних воспалительных очагов, особенно у тяжелобольных, а также у животных. Создали такие термометры ученые Института теоретической и прикладной механики СО РАН. Термоиндикаторы обладают достаточно высокой чувствительностью, могут быть использованы многократно (пленка абсолютно безопасна и нетоксична) и позволяют продемонстрировать температурную картину не только в определенной точке, а по всей поверхности. Кроме медицины и ветеринарии жидкокристаллические термометры можно использовать для измерения температуры на поверхности изделий различной формы, для определения зон перегрева в радио- и электрооборудовании, при исследовании аэродинамического нагрева в самолетостроении, а также для визуализации невидимых инфракрасных СВЧ-излучений . Металлический термометр основан на разности расширения металлов при повышении температуры. Существуют термометры на биметаллических пластинках (из-за разного коэффициента расширения при изменении температуры пластинка изгибается). Очень неточны, но удобны в системах автоматики для тепловых реле. Биметаллический термометр - термометр, принцип действия которого основан на использовании зависимости между температурой и разностью коэффициентов расширения двух разнородных материалов, образующих 24 биметалл. Различные металлы при нагревании расширяются по-разному. Спаяв два различных металла вместе, Вы можете сделать простой электрический контроллер, который может использоваться при довольно высоких температурах. Этот контроллер можно найти в духовках.
Два металла составляют биметаллическую пластину (отсюда и название). На этом рисунке пластина с черным металлом подобрана так, чтобы расширялась сильнее, чем пластина с синим металлом, такое устройство используется в духовке. В холодильнике используется другое устройство, такое, чтобы при повышении температуры синий металл расширился быстрее, чем черный. Это расширение заставляет пластину сгибаться вверх, соприкасаться с контактом, для того, чтобы потек ток по пластине. Регулируя размер промежутка между пластиной и контактом, можно управлять температурой, при которой пойдет ток по пластинам. Часто можно увидеть длинные биметаллические пластины, намотанные в спирали. Это типичное устройство сигнализирующего термометра. С помощью наматывания очень длинной пластины термометр можно сделать гораздо более чувствительным к маленьким изменениям температуры. В термостате печи, используется та же технология, там переключатель подключен к термометру. Переключатель включает и отключает печь. Дилатометрический термометр - термометр, принцип действия которого основан на использовании теплового расширения твердых тел. Устройство дилатометрического термометра: все его детали выполнены из графита, причем чувствительный элемент из анизотропного пиролитического графита. Благодаря разности расширений термометр запоминает максимальную температуру. Установка нескольких 25 малогабаритных термометров в рабочей зоне позволяет судить об однородности температуры в объеме печи. Электронные термометры.
Сегодня можно измерять температуру с помощью электроники. В качестве датчика используется терморезистор (или термистор). В этом устройстве изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры. Компьютер или другой прибор измеряет сопротивление и преобразовывает в показания температуры, для отображения информации на дисплее или для принятия решения о включении или отключении какого-либо устройства (в зависимости от сферы применения). Время измерения: 1-3 минуты. Абсолютно безопасен. По массе и габаритам схожи с ртутными. Пластиковый корпус устойчив к ударам и даже к водным процедурам. Подходит и для детей любого возраста, и для взрослых - идеальный вариант для всей семьи. Акустический термометр - термометр, принцип действия которого основан на использовании зависимости между температурой какой-либо среды и скоростью распространения в ней звука. Магнитный термометр - термометр, принцип действия которого основан на зависимости объемной магнитной восприимчивости вещества от температуры. 26 Манометрический термометр - термометр, принцип действия которого основан на использовании зависимости между температурой и давлением термометрического вещества в замкнутом объеме.
Шумовой термометр - термометр, принцип действия которого основан на использовании зависимости уровня тепловых шумов резистора от температуры. Ядерный квадрупольный термометр - термометр, принцип действия которого основан на использовании зависимости частоты ядерного квадрупольного резонанса термометрического вещества от температуры. 27
2.3 Термометр для дома

В своем доме я нашла большое количество различных устройств, задача которых измерять температуру 7 :  Термометр за окном сообщает Вам о температуре на улице.  Термометр в холодильнике измеряет температуру в отсеках с продуктами.  Термометр в печи сообщает, когда включить и отключить печку и вытащить выпечку.  Термометр в духовке позволяет поддерживать температуру при выпекании.  Термометр в рефрижераторе позволяет поддерживать температуру при перевозке продуктов.  Градусник измеряет температуру тела. Со времен Галилея считающегося изобретателем термометра, он (термометр) претерпел кардинальные изменения и, по сути, от своего прадедушки у него ничего кроме названия не осталось. К примеру, во времена Галилея никакого числового выражения у термометра не было, по нему можно было лишь судить о том, что температура изменяется, а вот, на сколько сказать было не возможно. Более двух сот лет термометр был мало распространен в силу своей не информативности. Естественно за последующие полтора века термометр развивался и эволюционировал. На данный момент мы разделяем современные термометры на несколько классов по принципу их действия:
Оптические (инфракрасные)
или как их еще называют
пирометры
. 7  Формирование понятия температуры в предметах естественнонаучного цикла. Методические рекомендации.-М.,ШШСиМ0 АПН СССР
Измерение температуры происходит за счет изменения в красной зоне спектра 28 измеряемого предмета. У данной категории есть множество преимуществ, так как в отличие от других термометров они не требуют непосредственного контакта с исследуемым объектом. Благодаря этому даже в случае физического повреждения термометра исключается риск нанесения травм. Так же у
пирометров
самое низкое время реакции, порядка долей секунд. Но возможно главным их достоинством является точность измерения, которая на порядок превосходит остальные группы термометров.
Жидкостные
. В них используется принцип изменения объема жидкостями в зависимости от окружающей температуры. Наиболее распространены в данном классе спиртовые термометры. Ртутные являются более точными, но, к сожалению, ртуть ядовита, и во многих странах действует запрет на её использование.
Механические
. Это практически те же жидкостные термометры, единственным их отличием является то, что для установления текущей температуры используется не шкала, а металлическая спиралька либо пластинка из биметалла.
Электрические
. В основе работы этих термометров заложен принцип знакомый каждому школьнику. А именно то что при изменении температуры изменяется сопротивление проводника. В качестве материала чаше всего используется платиновая проволочка. Исходя из потребностей, на сегодняшний день можно купить любой необходимый бытовой термометр. На товарном рынке представлено
большое разнообразие термометров различного назначения: медицинские, уличные, оконные для любого вида окон (пластиковых или деревянных), комнатные термометры для офиса и дома, для саун и бань, для чая и воды, для аквариумов, для почвы, для автомобилей и т.д. И даже термометры для инкубаторов, морозильных камер, винных погребов. Термометры на 29 любой вкус! Цена во многом зависит от вида термометра. Наибольшей популярностью пользуются самые простые измерительные приборы, поскольку их стоимость отличается особенной демократичностью.
30
Практическая часть

Глава 1

Создание модели термометра

в условиях школьной лаборатории (опыт1):
Оборудование: малая пробирка, пробка для пробирки с отверстием, прозрачная полиэтиленовая трубка, стакан с водой, спиртовка, зажим пробирочный 1. Конструирование модели термометра из пробирки, наполненной водой и закрытой пробкой с прозрачной трубкой. 2. При нагревании пробирки уровень воды в трубке повышается, а при охлаждении-понижается. Вывод: Данный принцип положен в основу устройства и действия термометра промышленного изгатовления:стеклянный баллончик, соединенный с трубкой. Внутрь баллончика наливают жидкость(ртуть или подкрашенный спирт).
Изучение принципа действия школьного

термометра (опыт 2):
Оборудование: термометр, стакан с теплой водой
1. Термометр опустим в стакан с водой 2. Произведем отсчет температуры по шкале термометра 3. Помещаем термометр в комнате где нет солнечных прямых лучей 4. Производим отсчет температуры 31 Вывод:Термометр нельзя располагать так, чтобы на него падали солнечные лучи. В этом случае они нагревают термометрическую жидкость, и термометр измеряет собственную температуру, а не температуру окружающего воздуха.
32
Глава 2

Термометры своими руками

8

Можно ли сделать термометр без ртути
Мы так привыкли, что в любом термометре есть тоненькая трубочка с ртутью, и порой забываем, по какому принципу они работают. Градусник — прибор, с помощью которого измеряется температура. А ее мы определяем, наблюдая за изменением состояния определенных веществ. Эти изменения и указывают на количество затраченного для этого тепла. При изготовлении термометров наиболее широко применяется ртуть, поскольку это вещество быстро реагирует на изменение температуры. Если она повышается, ртуть расширяется и ползет вверх по трубочке. С помощью специальных отметок можно определить, на сколько делений она поднялась. Вместо ртути в термометрах можно использовать спирт. Но это дело хлопотное, поскольку спирт легко закипает. Поэтому высокие температуры 8  Организация теоретического материала в учебнике физики
с его помощью не измерить. Но зато спирт идеально подходит для определения очень низких температур. Существуют еще термометры, в которых совсем нет никаких жидких веществ. Вместо этого железная полосочка соединяется с латунной. Затем они скручиваются в спираль. Один конец спирали закрепляют, а к другому привязывают стрелочку. При изменении температуры железо и латунь по- разному расширяются или, наоборот, сужаются. Если такой термометр 33 нагревается, свободный конец спирали раскручивается, при этом показывая стрелочкой на определенное деление, соответствующее количеству градусов. А если к стрелочке приделать грифель и под него подложить лист бумаги, то можно еще составить график всех температурных наблюдений. Вдобавок такой градусник будет работать столько, сколько захочешь. Обычный ртутный термометр известен каждому, и применяется в нашембыту достаточно часто. Изготовить термометр можно из подручных материалов, которые есть в каждом доме. Вы удивитесь, когда узнаете насколько это просто. Конечно, он не сможет измерять температуру с такой точность, как это делают электронные термометры. Подробно опишем процесс изготовления домашнего термометра: Для начала следует проделать отверстие в крышке , для этого можно использовать ножницы или какие-либо другие острые предметы. Продеваем в проделанное нами отверстие соломинку так, чтобы она была на расстоянии около полутора сантиметров над дном бутылки, если мы закрытым крышку. Наливаем в бутылку окрашенной воды на сантиметров 5. Закручиваем крышку. Готово!
Для этого как сделать термометр своими руками, нам нужно:

1. Пластиковая бутылка с крышкой. 2. Соломинка. 3. Окрашенная вода. 4. Ножницы. На видео ниже показано, как можно сделать дома термометр. 34
Заключение
В данной работе были достигнуты все цели и задачи, поставленные для её выполнения. При работе над своим исследовательским проектом я убедилась в важности современных исследований . Узнала очень много интересного о теории возникновения понятия температура, физического прибора- термометра. Я поняла, что все явления взаимосвязаны и невозможно отделить их друг от друга, природа – это единое целое. Выполняя эксперименты с термометром для себя я открыла, что очень важно верить в успешность проведения и результата опыта, уметь быть наблюдательной. Наверное, поэтому великие открытия были сделаны людьми, увлеченными своим делом. Я думаю, что, выполняя исследовательский проект, я приобрела умения критически работать с полученной информацией, анализировать и сопоставлять имеющие факты, находить пути решения возникающих проблем. Все это мне необходимо будет для моего дальнейшего успешного продолжения образования.
35
Ресурсы, используемые при исследовании:
1 . Формирование понятия температуры в предметах естественнонаучного цикла. Методические рекомендации.-М.,ШШСиМ0 АПН СССР,1985.-30с. (в соавт. с В.Б. Усановым и Ю.М. Нинаргиным). 2. Организация теоретического материала в учебнике физики.(Тезисы всесоюзной конференции.на тему:"Теория и практика создания школьных учебников". - М., 1У66, - С.296-301, 3. Методические рекомендации по осуществлению межпредметных связей в процессе подготовки и проведении уроков. На примере естественно- Математических предметов.-Горький, ГПШ, 1Уо9,-20с.Св соавт. с Я,И. Псздяевым). 4. Школьные лекции и семинары го физике. Методические рекомендации студентам педагогических специальностей. -Горький,ГГУ, 1У90. 45с. 5. Интернет ресурсы

ПРИЛОЖЕНИЕ