Номер 2.60, страница 14 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 2. Виды теплопередачи - номер 2.60, страница 14.

Условие.

2.60. Почему измерение температуры с помощью медицинского термометра должно продолжаться не менее 5–7 мин, а «сбить» показания такого термометра можно почти сразу после измерения?

Решение.

Решение

Почему измерение температуры с помощью медицинского термометра должно продолжаться не менее 5–7 мин?

Измерение температуры — это физический процесс достижения теплового равновесия. Чтобы термометр показал точную температуру человеческого тела, его собственная температура (в частности, температура рабочего вещества, например, ртути в резервуаре) должна сравняться с температурой тела. Это происходит за счет процесса теплопередачи: тепло от тела передается сначала стеклянному корпусу термометра, а затем рабочему веществу. Поскольку стекло является плохим проводником тепла (обладает низкой теплопроводностью), а площадь контакта ограничена, передача достаточного количества теплоты для прогрева рабочего вещества и его последующего расширения в капилляре занимает время. Процесс считается завершенным, когда теплообмен прекращается и столбик жидкости в термометре перестает подниматься. Экспериментально установлено, что для достижения теплового равновесия в типичных условиях измерения (например, в подмышечной впадине) требуется не менее 5–7 минут.

Ответ: Измерение температуры занимает 5–7 минут, потому что это время необходимо для медленного процесса теплопередачи от тела к термометру до тех пор, пока их температуры не выровняются (не наступит тепловое равновесие).

Почему «сбить» показания такого термометра можно почти сразу после измерения?

Это связано с особой конструкцией медицинского термометра. Внутри него, сразу после резервуара с жидкостью, капиллярная трубка имеет специальное сужение. Когда термометр нагревается, расширяющаяся жидкость (ртуть) легко проходит через это сужение вверх по капилляру. Однако при остывании силы поверхностного натяжения в месте сужения удерживают столбик жидкости, не давая ему самопроизвольно опуститься обратно в резервуар. Благодаря этому термометр фиксирует максимальное значение температуры, и его показания можно посмотреть после извлечения. Чтобы «сбить» показания, нужно приложить внешнюю силу. Резкое встряхивание термометра создает большую силу инерции, которая «проталкивает» столбик ртути через это сужение обратно в резервуар. Это чисто механическое действие, не связанное с теплообменом, поэтому оно выполняется очень быстро, практически мгновенно.

Ответ: Сбить показания можно быстро, так как это механический процесс. При встряхивании создается сила инерции, которая мгновенно проталкивает ртуть через специальное сужение в капилляре обратно в резервуар.