Номер 3, страница 129 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Как строится шкала температур по Цельсию? Что принято за первичные (основные) точки этой шкалы?

3. Как строится шкала температур по Цельсию? Что принято за первичные (основные) точки этой шкалы?

Шкала температур по Цельсию, предложенная шведским ученым Андерсом Цельсием в 1742 году, является эмпирической шкалой и строится на основе двух реперных (основных) точек, связанных с фазовыми переходами воды при стандартном атмосферном давлении ($101325$ Па).

Построение шкалы происходит следующим образом:

1. За первую основную точку принимается температура замерзания (плавления) чистой воды. Этому значению присваивается $\text{0}$ градусов Цельсия ($0 \text{ °C}$).

2. За вторую основную точку принимается температура кипения чистой воды. Этому значению присваивается $100$ градусов Цельсия ($100 \text{ °C}$).

3. Интервал между этими двумя точками на шкале термометра делится на $100$ равных частей. Каждая такая часть называется градусом Цельсия ($1 \text{ °C}$).

4. Шкала продолжается с тем же шагом как в область отрицательных температур (ниже $0 \text{ °C}$), так и в область положительных температур (выше $100 \text{ °C}$).

Таким образом, первичными (основными) точками шкалы Цельсия являются температура плавления льда ($0 \text{ °C}$) и температура кипения воды ($100 \text{ °C}$) при нормальном атмосферном давлении.

Ответ: Шкала Цельсия строится на основе двух реперных точек: температуры замерзания воды, которой присвоено значение $0 \text{ °C}$, и температуры кипения воды, которой присвоено значение $100 \text{ °C}$ (при нормальном атмосферном давлении). Интервал между ними делится на 100 равных частей, называемых градусами Цельсия. Эти две температуры и являются первичными точками шкалы.

4. В чём недостатки жидкостных термометров?

Жидкостные термометры (ртутные, спиртовые и др.), несмотря на свою простоту и распространенность, имеют ряд недостатков:

1. Ограниченный диапазон измерений. Диапазон температур ограничен температурами замерзания и кипения используемой жидкости. Например, ртутный термометр работает в диапазоне примерно от $-39 \text{ °C}$ до $357 \text{ °C}$, а спиртовой (этаноловый) — от $-115 \text{ °C}$ до $78 \text{ °C}$. Это делает их непригодными для измерения очень низких или очень высоких температур.

2. Хрупкость. Стеклянный корпус термометра легко разбить, что приводит к выходу прибора из строя и, в случае с ртутными термометрами, к опасному загрязнению окружающей среды токсичной ртутью.

3. Инерционность. Жидкостным термометрам требуется определенное время для установления теплового равновесия с измеряемым объектом. Из-за этого они обладают низкой скоростью реакции и не подходят для измерения быстро меняющихся температур.

4. Нелинейность расширения. Тепловое расширение жидкости не является строго линейным во всем диапазоне температур. Шкала, откалиброванная по двум точкам, предполагает линейность, что вносит погрешность в измерения, особенно вдали от калибровочных точек.

5. Погрешность считывания (параллакс). Точность считывания показаний зависит от угла зрения наблюдателя. Чтобы избежать ошибки параллакса, необходимо смотреть на шкалу строго перпендикулярно.

6. Размеры и теплоемкость. Термометр имеет собственные размеры и теплоемкость, что может влиять на температуру измеряемого объекта, особенно если объект небольшой.

Ответ: Основные недостатки жидкостных термометров: ограниченный температурный диапазон, хрупкость, инерционность (медленная реакция), нелинейность расширения жидкости, возможность ошибки считывания из-за параллакса и влияние на температуру малых объектов.