Номер 3, страница 27, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Параграф 5. Температура и тепловое движение. Вопросы и задания - номер 3, страница 27.

Условие.

3. На чём основано действие термометра?

Решение.

Действие подавляющего большинства термометров основано на физическом явлении теплового расширения тел. Суть этого явления заключается в том, что объём (или линейные размеры) практически любого вещества — будь то твёрдое тело, жидкость или газ — изменяется при изменении его температуры. При нагревании вещества расширяются, а при охлаждении — сжимаются.

Принцип работы можно рассмотреть на примерах различных типов термометров:

Жидкостные термометры

Это наиболее известный тип термометров, к которым относятся, например, ртутные и спиртовые. В них используется зависимость объёма жидкости от температуры. Термометр состоит из стеклянного резервуара с жидкостью, который соединён с очень тонкой трубкой-капилляром. Когда температура окружающей среды повышается, жидкость в резервуаре нагревается и расширяется. За счёт малого диаметра капилляра даже небольшое увеличение объёма жидкости приводит к значительному подъёму её столбика. При понижении температуры происходит обратный процесс — жидкость сжимается, и её уровень в трубке падает. Нанесённая на корпус термометра шкала позволяет сопоставить высоту столбика жидкости с конкретным значением температуры. Изменение объёма $ \Delta V $ можно описать формулой $ \Delta V = \beta V_0 \Delta T $, где $ V_0 $ — начальный объём жидкости, $ \Delta T $ — изменение температуры, а $ \beta $ — коэффициент объёмного теплового расширения.

Биметаллические термометры

В этих устройствах используется различие в тепловом расширении твёрдых тел. Основной элемент — биметаллическая пластина, которая состоит из двух соединённых вместе полосок из разных металлов (например, стали и латуни) с разными коэффициентами линейного расширения. При нагревании металл с большим коэффициентом расширяется сильнее, что заставляет пластину изгибаться. Этот изгиб механически передаётся на стрелку, которая указывает температуру на круговой шкале.

Электронные (цифровые) термометры

Их работа основана на зависимости электрических свойств некоторых материалов от температуры. Например, в термисторах (терморезисторах) измеряется электрическое сопротивление полупроводника, которое сильно меняется с температурой. В термопарах используется термоэлектрический эффект (эффект Зеебека): при нагревании места спая двух разнородных проводников в цепи возникает небольшое напряжение (ЭДС), величина которого зависит от температуры.

Ответ: Действие термометра основано на зависимости какого-либо измеримого физического свойства вещества (называемого термометрическим телом) от температуры. Наиболее часто используется свойство тел изменять свой объём при нагревании и охлаждении (тепловое расширение), что является основой для жидкостных и биметаллических термометров. В электронных термометрах используются другие зависимости, например, зависимость электрического сопротивления или возникающего напряжения от температуры.