Page 17 - fizica-viii

UNITATEA 1 Fenomene termice 15

Temperatura empirică

Pentru a măsura temperatura, trebuie să găsim un fenomen fizic (de
exemplu, dilatarea) în care o mărime fizică măsurabilă uşor (de exemplu,
volumul) să depindă de temperatură după o lege simplă (de exemplu, lini-
ară). Alegând fenomenul şi substanţa termometrică, definim o scară empi-
rică de temperaturi. Scările Celsius şi Fahrenheit, pe care le-ai studiat în
clasa a VI-a, au fost stabilite cu ajutorul fenomenului de dilatare, substanţa
termometrică fiind mercurul.
Termometrul neetalonat se numeşte termoscop.
Etapele etalonării unui termoscop în scara Celsius (fig.6):
A. Se introduce termoscopul în apă cu gheaţă, aflate în echilibru termic,
se marchează nivelul lichidului termometric şi se notează cu 0 ºC.
B. Se introduce termoscopul în apă care fierbe, se marchează nivelul Fig. 6 – Etalonarea termoscopului
lichidului termometric şi se notează cu 100 ºC. în scara Celsius
C. Se împarte intervalul dintre cele două marcaje în 100 de părţi egale,
obţinând astfel diviziunea de 1 grad. Cu diviziunea obţinută se continuă
etalonarea sub 0 ºC şi peste 100 ºC.
Atenție! Acest experiment nu poate fi realizat în laboratoarele şcolare,
deoarece mercurul este toxic.
Scara Kelvin
Cercetările întreprinse în prima jumătate a secolului al XIX-lea au dus
la concluzia că niciun corp nu poate fi răcit sub temperatura de –273,15 ºC.
Pornind de la această constatare, lordul Kelvin a propus introducerea unei
noi scări de temperatură, care să aibă doar valori pozitive (fig.7). Scara
Kelvin are originea la –273,15 ºC şi păstrează diviziunea scării Celsius.
Astfel, formula de transformare între valorile celor două scări este:
Fig. 7 – Corespondența temperaturilor

T = t + 273,15 , respectiv t = T − 273,15 în scările Celsius și Kelvin

K C C K
Kelvinul a devenit şi unitatea de măsură fundamentală a temperaturii.

[ T ] = K

SI Știai că?
Există termometre care
Interpretarea microscopică a temperaturii mă soară temperatura unui corp
Conform modelului microscopic al corpurilor, temperatura absolută fără să intre în contact termic
cu el, pe baza radiației pe care
este direct proporţională cu energia cinetică medie a mişcării de agitaţie acesta o emite.
termică a moleculelor corpului. Energia medie a moleculelor (şi implicit
temperatura) poate să crească, dacă corpul primeşte energie şi să scadă,
dacă cedează. La temperatura de 0 K moleculele nu mai au energie cine-
tică, deci se opresc din mişcare. Aşa putem înţelege uşor de ce nu poate fi
răcit un corp sub această temperatură.
Verifică dacă ai înțeles! Cea mai mică temperatură obți-
nută vreodată într-un laborator
1 De ce avem nevoie de termometru pentru a măsura temperatura? De ce este de 38 pK = 3,8 · 10 K, iar cea
-11
nu este suficient să ne bazăm pe ceea ce simţim (fig.2)? mai mare este de 5,5 TK = 5,5 · 10 K.
12
2 Poate fi în echilibru termic apa cu paharul în care se află?
3 Omul este un corp aflat în echilibru termic?
4 Care este mai sensibil, termometrul cu tub subţire sau cel cu tub gros? Temă pentru portofoliu
Realizează un termoscop sim-
5 Care sunt punctele fixe ale scării Celsius? plu folosind o sticluță, un pai, plas-
6 Poate fi folosită apa ca substanţă termometrică? Vezi anomalia apei! tilină și apă colorată și încearcă să
7 Poţi transforma temperatura de –200 °C în kelvini? Dar –300 °C? îl etalonezi folosind un termome-
8 De câte ori creşte energia cinetică medie a moleculelor unui corp, dacă tru. Atașează în portofoliu fotogra-
fii care surprind etapele de reali-
acesta îşi dublează temperatura absolută? Dar viteza medie? zare a termometrului.