Номер 4, страница 32, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Строение и свойства вещества. Тепловые явления. Параграф 6. Температурные шкалы и измерение температуры. Вопросы и задания - номер 4, страница 32.

Условие.

4. В узкую пробирку налито небольшое количество воды (около 5 мл). Можно ли с достаточной точностью измерить её температуру с помощью бытового термометра? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Нет, измерить температуру небольшого количества воды (около 5 мл) в узкой пробирке с помощью бытового термометра с достаточной точностью нельзя.

Решение:

Обоснование этого вывода заключается в следующем. Основная причина — это соотношение теплоёмкостей термометра и измеряемого образца воды. Любое измерение температуры требует, чтобы термометр пришел в тепловое равновесие с объектом, температуру которого измеряют. Этот процесс всегда сопровождается теплообменом.

Бытовой термометр является относительно массивным прибором, поэтому он обладает значительной собственной теплоёмкостью. Теплоёмкость же очень малого количества воды (5 мл ≈ 5 г) невелика. Когда мы погружаем термометр (имеющий, как правило, комнатную температуру) в пробирку с водой, он либо заберёт у воды, либо отдаст ей значительное количество теплоты, чтобы самому изменить свою температуру. Поскольку теплоёмкость воды мала, её собственная температура при этом существенно изменится.

В итоге термометр покажет не первоначальную температуру воды, а конечную температуру равновесия системы «вода + термометр», которая будет заметно отличаться от исходной. Чем меньше объём измеряемого вещества, тем больше будет эта погрешность.

Кроме того, существует и вторая проблема: измерительная часть (резервуар) бытового термометра может оказаться слишком большой, чтобы полностью погрузиться в 5 мл воды. Если она погружена не полностью, на показания будет влиять температура окружающего воздуха, что также приведет к большой погрешности.

Ответ: измерить температуру 5 мл воды с помощью бытового термометра с достаточной точностью нельзя, так как из-за большой теплоёмкости термометра по сравнению с теплоёмкостью малого объёма воды сам процесс измерения значительно изменит измеряемую температуру.